universidad de guayaquil facultad de ciencias...

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

CARRERA DE QUÍMICA Y FARMACIA

TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO

PARA OPTAR EL GRADO DE QUÍMICO Y FARMACEÚTICO

MODALIDAD:

SEMESTRAL

TÍTULO:

“FORMULACIÓN DE UNA NUEVA CREMA DE COALTAR A BASE DE

CRISTALES LIQUIDOS”

AUTORAS:

LADY DAYANA DEL PEZO REYES

SHIRLEY PAMELA QUIMIS CHOEZ

TUTOR:

MARÍA DEL CARMEN VILLACRÉS, PhD

CO-TUTOR

FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS, PhD

CICLO I 2019-2020

GUAYAQUIL – ECUADOR

xii

DEDICATORIA

El presente trabajo está dedicado a las personas que más han influenciado en mi

vida, dándome los mejores consejos, guiándome y haciendo de mí una persona

de bien, con todo mi amor y afecto se los dedico a:

Dios, que está conmigo siempre bendiciéndome.

Mis padres, Jonny Del Pezo S. e Irene Reyes S. quienes me apoyaron en todo

momento; por transmitir sus consejos, por enseñarme a valorar la vida, por

motivarme a seguir superándome cada día y darme esa herencia más grande

que pueda haber en el mundo ¨el estudio¨.

Mi familia, quienes han estado a mi lado todo este tiempo.

Mi novio, por estar en los buenos y malos momentos durante mi carrera, por

apoyarme siempre con amor incondicional.

Mis amigos, por haber compartido conmigo cada instante de la carrera

universitaria.

A la Dra. y amiga Fernanda Kolenyak Ph.D, por haber compartido sus

conocimientos, su tiempo y paciencia.


xiii

DEDICATORIA

Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la vida y permitirme

el haber llegado hasta este momento tan importante de mi formación profesional.

A mis padres, Fanny Chóez y Freddy Yagual que han sido el pilar fundamental

durante todos estos años de estudio, y por haberme brindado amor, confianza,

consejos, oportunidades y recursos para lograrlo. De alguna u otra manera se los

debo a ustedes porque han hecho de mí una mejor persona siendo esto, el mejor

regalo que han podido inculcar en mí quedando agradecida por los padres que

Dios me dió, los Amo. A mis hermanos y demás familia que han estado siempre

a mi lado apoyándome de alguna manera en el transcurso de mi carrera.

A mi esposo Jefferson Campuzano que siempre estuvo allí apoyándome durante

toda mi carrera universitaria brindándome su amor, paciencia y comprensión en

los buenos y malos momentos que se presentaron. Te lo agradezco muchísimo

Amor. Y de manera especial se lo dedico a mi hija Samara Campuzano, por

ayudarme a encontrar el lado dulce de la vida y el haberme hecho conocer lo que

es ser madre. Fuiste mi motivación más grande para concluir con éxito la tesis de

grado, Te Amo hija Mía.

A todas mis amigas, por apoyarme cuando más lo necesité, por extenderme la

mano en los momentos difíciles y por el amor brindado cada día.

Finalmente quiero dedicar esta tesis a la Dra. Fernanda Kolenyak PhD quien se

tomó el arduo trabajo de transmitirme diversos conocimientos para lograr lo que

me proponga. Muchas Gracias mi estimada maestra y amiga. Que Dios la

bendiga siempre.


xiv

AGRADECIMIENTO

Agradecemos a Dios por habernos guiado en este camino. También a los

docentes de la facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Guayaquil

que aportaron todos sus conocimientos durante todo este tiempo de estudio, en

especial a la PhD María Del Carmen Villacrés y PhD Fernanda Kolenyak Dos

Santos Tutora y Co-tutora de nuestra tesis donde impartieron con sus brillantes

conocimientos, tiempo y paciencia, para la elaboración de este estudio.

En gran parte quedamos muy agradecidas con el Profesor Clovis Ribeiro del

laboratorio de Química Analítica del instituto de Ciencias Químicas de la

Universidad Estadual Paulista UNESP Araraquara, Sao Paulo, Brasil por ceder

el laboratorio para la realización de los análisis térmicos que fueron realizados

por Master en Ciencias Jovan Alonso Duran.



xv

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN ...................................................................................................... xxiv

ABSTRACT ...................................................................................................... xxv

INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 1

CAPÍTULO I. PROBLEMA .................................................................................. 2

I.1. Planteamiento del Problema ...................................................................... 2

I.1.1. Formulación del Problema .................................................................. 2

I.2. Hipótesis .................................................................................................... 2

I.3. Justificación e Importancia ........................................................................ 3

I.4. Objetivos .................................................................................................... 4

I.4.1. Objetivo General ................................................................................. 4

1.4.2. Objetivos Específicos ......................................................................... 4

I.5. Operacionalización de las Variables .......................................................... 5

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 6

II.1. La Piel ....................................................................................................... 6

II.2. Capas de la Piel .................................................................................... 7

II.2.1. Epidermis ........................................................................................... 7

II.2.1.1. Células de la Epidermis ............................................................... 8

II.2.2. Dermis ................................................................................................ 8

II. 3. Problemas de la Piel ................................................................................ 9

II.4. Psoriasis ................................................................................................... 9

II.4.1. Tipos de Psoriasis ............................................................................ 10

II.4.1.1. Psoriasis en Placa ..................................................................... 10

II.4.1.2. Psoriasis en Gota .......................................................................... 11

xvi

II.4.1.3. Psoriasis Inversa ........................................................................... 11

II.4.1.4. Psoriasis Eritrodérmica ................................................................. 12

II.4.2. Causas ................................................................................................ 12

II.4.3. Diagnóstico .......................................................................................... 12

II.4.4. Tratamiento ......................................................................................... 13

II.4.4.1. Tratamientos sistémicos ............................................................... 13

II.4.4.1.1. Fototerapia. ............................................................................ 13

II.4.4.1.2. Acitretina ................................................................................ 13

II.4.4.1.3. Metotrexato............................................................................. 13

II.4.4.1.4. Ciclosporina ............................................................................ 14

II.4.4.2. Terapia Biológica .......................................................................... 14

II.4.4.2.1. Etanercept .............................................................................. 14

II.4.4.3. Tratamientos Tópicos .................................................................... 14

II.4.4.3.1. Corticosteroides ...................................................................... 15

II.4.4.3.2. Análogos de la vitamina D3 .................................................... 15

II.4.4.3.3. Coaltar .................................................................................... 15

II.5. Aplicaciones de la Nanotecnología en un Diseño Farmacológico ....... 17

II.6. Sistemas de Liberación de Fármacos ................................................. 17

II.6.1. Cristales Líquidos ......................................................................... 17

II.7. Liberación del Fármaco por Vía Tópica .................................................. 20

II.8. Diagrama de Fases Ternario .................................................................. 21

II.9. Aceite de Chía ........................................................................................ 22

II.10. Calorimetría Diferencial de Barrido ....................................................... 22

CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................... 24

III.1. Materiales .............................................................................................. 24

xvii

III.1.1. Materias primas............................................................................... 24

III.1.2. Materiales de laboratorio ................................................................. 24

III.1.3. Equipos ........................................................................................... 24

III.1.4. Programas ...................................................................................... 24

III.2. Tipo de investigación ............................................................................. 24

III.3. Metodología experimental ..................................................................... 25

III.3.1. Construcción del diagrama de fases ............................................... 25

III.3.2 Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema......................... 27

III.3.3. Estudio de Estabilidad ..................................................................... 27

III.3.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de

Cristales Líquidos ........................................................................................... 28

III.3.5. Calorimetría diferencial de barrido .................................................. 28

III.3.6. Preparación del Buffer a pH 7.4 ...................................................... 28

III.3.7. Preparación de la Solución stock .................................................... 28

III.3.8. Verificación del Método Analítico .................................................... 28

III.3.8.1. Linealidad ................................................................................. 29

III.3.8.2. Límite de Detección (LOD) y Límite de Cuantificación (LOQ) .. 29

III.3.8.3. Precisión ................................................................................... 30

III.3.9. Evaluación de la Permeación Cutánea ........................................... 30

III.3.9.1. Retención Cutánea in vitro ....................................................... 30

CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................. 32

IV.1. Construcción del Diagrama de Fases ................................................... 32

IV.2. Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema Cristalino .............. 33

IV.3. Estudio de Estabilidad de los CL30 y CL30CT ...................................... 35

IV.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de

Cristales Líquidos .............................................................................................. 38

xviii

IV.5. Calorimetría Diferencial de Barrido ....................................................... 39

IV.6. Verificación del Método Analítico .......................................................... 43

IV.6.1 Linealidad ........................................................................................ 43

IV.6.2. Límite de Detección y Límite de Cuantificación .............................. 43

IV.6.3. Precisión ......................................................................................... 44

IV.8. Evaluación de la Permeación Cutánea ................................................. 45

IV.8.1 Retención Cutánea in vitro .............................................................. 46

CONCLUSIONES ............................................................................................. 48

RECOMENDACIONES ..................................................................................... 49

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 50

GLOSARIO ....................................................................................................... 57

ANEXOS ........................................................................................................... 59

xix

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla I. Operacionalización de las Variables ...................................................... 5

Tabla II. Diagrama de fases con Tensoactivo al 10% ....................................... 25

Tabla III. Diagrama de fases con Tensoactivo al 20% ...................................... 25

Tabla IV. Diagrama de fases con Tensoactivo al 30% ..................................... 26

Tabla V. Diagrama de fases con Tensoactivo al 40% ...................................... 26

Tabla VI. Diagrama de fases con Tensoactivo al 50% ..................................... 26

Tabla VII. Diagrama de fases con Tensoactivo 60% ........................................ 27

Tabla VIII. Diagrama de fases con Tensoactivo 70% ....................................... 27

Tabla IX. Diagrama de fases con Tensoactivo 80% ......................................... 27

Tabla X. Incorporación del CT en el sistema cristalino ..................................... 34

Tabla XI. pH de los componentes de la formulación ......................................... 36

Tabla XII. Resultados de los estudios de estabilidad en el sistema de cristales

líquidos sin coaltar (CL30) y cristales líquidos con coaltar (CL30CT) ................... 36

Tabla XIII. Temperaturas de las curvas de calentamiento de fusión y entalpía. 41

Tabla XIV. Temperaturas de las curvas de enfriamiento de cristalización y

entalpía. ................................................................................................................ 41

Tabla XV. Valores de LOD y LOQ .................................................................... 44

Tabla XVI. Valores de Precisión intra día ......................................................... 44

xx

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Estructura de la piel............................................................................ 6

Figura 2. Comparación de piel sana y piel psoriásica. .................................... 10

Figura 3. Psoriasis en placas .......................................................................... 10

Figura 4. Psoriasis en gota .............................................................................. 11

Figura 5. Psoriasis inversa .............................................................................. 11

Figura 6. Psoriasis Eritrodérmica .................................................................... 12

Figura 7. Estructura lamelar ............................................................................ 18

Figura 8. Cristal líquido hexagonal y hexagonal inversa ................................. 19

Figura 9. Estructura cúbica micelar ................................................................. 19

Figura 10. Penetración del fármaco a la piel ................................................... 21

Figura 11. Diagrama de fases ternario ............................................................ 22

Figura 12. Aplicaciones de DSC ...................................................................... 23

Figura 13. Diagrama de fases ternarios con las diferentes regiones formadas por

mezclas de comperland como tensoactivo, aceite de chía y agua ........................ 32

Figura 14. Cristales líquidos sin CT (A) y con CT (B). ..................................... 35

Figura 15 . Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de

Cristales Líquidos ................................................................................................. 38

Figura 16. Microscopía de luz polarizada de la crema a base de coaltar ........ 39

Figura 17. Curvas DSC de los Componentes de la Formulación ................... 40

Figura 18. Curvas DSC de los CL30 y CL30CT .............................................. 42

Figura 19. Linealidad de la cuantificación ....................................................... 43

Figura 20. Evaluación de la permeación cutánea en piel de cerdo. CLCT: cristal

líquido/coaltar; CTC: coaltar/crema; CT: coaltar; CLCTC: cristal

líquido/coaltar/crema. ............................................................................................ 45

Figura 21. Estudio de retención cutánea en piel de cerdo .............................. 46

xxi

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo A. Construcción del diagrama de fases ternario. .................................. 59

Anexo B. CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema; CLCT: cristal líquido/coaltar;

CTC: coaltar/crema ............................................................................................... 59

Anexo C. Nueva crema de coaltar a base de cristales líquidos ........................ 60

Anexo D. Sistema cristalino con la encapsulación del coaltar .......................... 60

Anexo E. Tejido cutáneo utilizado para la evaluación de permeación y retención

cutánea ................................................................................................................. 60

xxii

LISTA DE ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS

CLL: Cristal Líquido Lamelar

UVB: Radiación Ultravioleta B

DC: Células Dendriticas

TNF: Factor de Necrosis Tumoral

UV: Ultravioleta

FDA: Food Drug Administration

PASI: Psoriasis Área Severity Index

CT: coaltar

HAP: Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos

Th: Células colaboradoras

STAT3: Activador de la Transcripción

IL: Interleucina

nm: Nanómetros

ME: Microemulsiones

NE: Nanoemulsiones

EC: Estrato Córneo

O/W: Aceite en agua

W/O: Agua en aceite

CL: Cristales Liquido

DASM: Microcalorímetro de Barrido Diferencial Adiabático

DSC: Calorimetria Diferencial de Barrido

Tg: Transición Vítrea

MTX: Metotrexato

xxiii

CLCT: Cristal líquido/coaltar

CTC: Coaltar/crema

CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema

MLP: Microscopia de luz polarizada

LOD: Límite de Detección

LOQ: Límite de Cuantificación

CXB: Celecoxib

OA: Ácido oleico

PG: Propilenglicol

xxiv


CARRERA QUÍMICA Y FARMACIA

UNIDAD DE TITULACIÓN

“FORMULACIÓN DE UNA NUEVA CREMA DE COALTAR A BASE DE

CRISTALES LIQUIDOS”

Autor (es): LADY DAYANA DEL PEZO REYES


Tutor: MARÍA DEL CARMEN VILLACRES, PhD

Co-Tutor: FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS, PhD

RESUMEN

El estudio tiene como objetivo formular una nueva crema de coaltar (CT) a base de

cristales líquidos (CL) para la administración tópica en lesiones psoriásicas. Para

esto se modeló el diagrama de fases utilizando aceite de chía, comperland como

tensoactivo y agua Milli Q®, en el cual se ubicaron los puntos de formación de CL.

La caracterización fisicoquímica de los CL con y sin CT, se confirmaron mediante

las técnicas de microscopía de luz polarizada (MLP) y calorimetría diferencial de

barrido (DSC). Además, se realizó un análisis comparativo de la retención en piel

de cerdo del CT libre, un sistema de cristales líquidos/coaltar (CLCT), coaltar libre

5 %/crema (CTC), y cristales líquidos de coaltar en crema (CLCTC), a través de

permeación in vitro. Como resultado la formulación óptima se definió como aceite

de chía 40 %, comperland 50 %, agua Milli Q® 10 % a la cual se le incorporó 5 %

CT. Este sistema se incorporó en una crema base (CLCTC). En comparación con

la crema CTC, la crema CLCTC aumentó la permeación y retención in vitro del CT.

En conclusión, el sistema cristalino líquido lamelar (CLL) sirve como opción

prometedora para la formulación tópica al mejorar la permeación y retención en la

piel.

Palabras Claves: Psoriasis, cristal líquido, coaltar.

xxv


CARRERA QUÍMICA Y FARMACIA

UNIDAD DE TITULACIÓN

“FORMULATION OF A NEW COALTAR CREAM BASED ON LIQUID

CRYSTALS"

Author (s): LADY DAYANA DEL PEZO REYES


Advisor: MARÍA DEL CARMEN VILLACRES, PhD

Co-Advisor: FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS, PhD

ABSTRACT

This study aimed to develop a new coaltar-containing cream based on a liquid crystal

system for topical administration on psoriasic lesions. A phase diagram was

developed using chia oil, comperland as tensoactive and distilled water, in which the

crystal liquid structures were located. The physical-chemical characterization of the

liquid crystals with and without coaltar was performed using Polarized Light

Microscopy (PLM) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). An analysis of

retention on pig skin compared the efficiency of CT free, a system of liquid

crystal/Coaltar (CLCT), 5 % free coaltar/cream (CTC) and coaltar cream in liquid

crystal (CLCTC) using an in vitro permeation assay. The optimal formulation was

defined as 40 % chia oil, 50 % comperland, and 10 % Milli Q®, in which 5 % Coaltar

was added, incorporating the mix in a cream base (CLCTC). Compared wiht the CTC

cream the CLCTC cream increased CT permeation and retention in vitro. In

conclusion, the liquid crystal lamellar (CLL) system obtained appears as a promising

option for topical application with improved permeation and retention on the skin.

Keywords: Psoriasis, liquid crystal, coaltar

1

INTRODUCCIÓN

La psoriasis es una enfermedad crónica, inmunomediada, que afecta a la piel,

generando placas eritematosas de forma variable acompañadas de picazón, dolor

y ardor (1), con una frecuencia en la población general entre 2 al 3%. La prevalencia

aumenta de manera lineal desde 0-1% a la edad de 1 año, 1-2% a la edad de 18

años (2). La psoriasis puede empezar en cualquier edad, pero suelen aparecer sus

primeras manifestaciones antes de los 25 y 30 años de edad, sin importar el sexo.

Alrededor del 75 % de los casos ocurren antes de los 40 años de edad (3).

Estudios previos han mencionado que para contrarrestar los síntomas de esta

patología se utilizan tratamientos sistémicos y tópicos, entre ellos el coaltar que es

una de las terapias más antiguas (4), aunque hoy en día ha disminuido su uso. Sin

embargo, esta terapia es más barata y aún se puede usar para el tratamiento de la

psoriasis (5). Debido a la persistencia de la patología, resulta importante diseñar

una nueva formulación con la finalidad de incorporar el coaltar en un sistema de

liberación prolongada, ya que esta técnica tiene la capacidad de ayudar al principio

activo a liberarse lentamente alargando el efecto terapéutico (6).

De esta manera los sistemas de liberación prolongada han sido exitosos en

formulaciones semisólidas para el suministro tópico de valerato de diflucortolona,

garantizando así una alta concentración del mismo en la piel (7), resultando

prometedores para aplicaciones cosméticas y terapéuticas (8). Por esta razón, este

estudio tiene como objetivo Diseñar una nueva crema de coaltar a base de cristales

líquidos.

2

CAPÍTULO I. PROBLEMA

I.1. Planteamiento del Problema

La psoriasis es una enfermedad crónica, que da origen a la inflamación de las

células epidérmicas y microvasos dilatados. Esta enfermedad se asocia con otras

condiciones crónicas y graves de salud tales como síndromes metabólicos y

trastornos cardiovasculares. Es considerada una de las enfermedades de alto

impacto en el mundo; en Ecuador prevalece en un 0.5% según el dermatólogo

Patricio Castillo quien forma parte de la Fundación Ecuatoriana de la Psoriasis

(Fepso).

Esta afectación de la piel disminuye la calidad de vida de una persona, ya que

estas pueden sentirse cohibidas por su aspecto y tener escasa autoestima por temor

al rechazo público. Su diagnóstico suele basarse por la presencia de placas

eritematosas sobre la piel, en la actualidad no hay cura para esta enfermedad.

El coaltar es un queratinoplástico que actúa eliminando las células muertas de la

capa externa de la piel, disminuyendo la descamación, picazón y la resequedad

debido a estas afectaciones, considerándose uno de los medicamentos más

antiguos y de alta eficacia, sin embargo, presenta algunas limitaciones como

manchar la piel, irritación, ardor y escozor si este se utiliza en concentraciones altas.

Es por esto que resulta importante diseñar un nuevo producto que incorpore la

eficiencia del coaltar en un sistema de liberación prolongada, que serviría de ayuda

como tratamiento de esta patología.

I.1.1. Formulación del Problema

¿Se podrá incorporar el coaltar en una formulación de crema para obtener

liberación prolongada?

I.2. Hipótesis

El Coaltar se incorpora de forma eficiente y se obtiene una crema con buen perfil

de liberación prolongada.

3

I.3. Justificación e Importancia

Los cristales líquidos (CL) son fases intermedias o mesofases que poseen orden

como movilidad en los niveles molecular, supramolecular y macroscópico. Estas

fases forman la base para las emulsiones y han sido estudiadas a fondo por

investigadores para el desarrollo de lociones, geles, cremas. Recientes estudios

indican que los cristales líquidos mejoran la actividad cutánea de fármacos, debido

a su capacidad de aumentar la retención cutánea de los mismos por un período

prolongado. Este es un factor importante debido a que las moléculas activas puedan

actuar por un tiempo mayor y de esta manera reducir el número de aplicaciones. En

este sentido, pueden promover una mejor calidad de vida a los pacientes que

padecen psoriasis. Considerando que hasta el momento no hay una crema capaz

de aumentar la actividad farmacológica del coaltar, el presente proyecto tiene como

finalidad desarrollar una formulación tipo crema utilizando como vehículo los

cristales líquidos para la incorporación del coaltar.

4

I.4. Objetivos

I.4.1. Objetivo General

Diseñar una nueva crema de coaltar a base de cristales líquidos.

1.4.2. Objetivos Específicos

Construir un diagrama de fases y encontrar los puntos de formación de

cristales líquidos.

Realizar la caracterización fisicoquímica de los cristales líquidos con y sin

Coaltar

Evaluar la permeación y retención cutánea del Coaltar.

5

I.5. Operacionalización de las Variables

Tabla I. Operacionalización de las Variables

Tipo Variables Conceptualización Indicador

Dependientes

Caracterización

fisicoquímica

pH

Microscopía de

luz polarizada

Calorimetría

diferencial de

barrido(DSC)

Acidez, alcalinidad.

Cristales líquidos de

fase hexagonal.

Temperatura

Estudios de

liberación del

coaltar

Retención y

Permeación cutánea in

vitro

Concentraciones en

porcentajes del coaltar.

Independientes Tipo de muestra Coaltar Concentración

6

CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO

II.1. La Piel

La piel realiza una amplia variedad de funciones mediante la integración de la

epidermis y la dermis. Esta interacción se traduce en energía, a través de

mecanismos extracelulares y celulares, que proporcionan información al cerebro

para una respuesta adecuada. Las funciones principales de la piel se pueden

clasificar en: regulatorio (excretor, térmico, e hidratación), perceptivo (temperatura,

tacto y dolor), protección (vigilancia inmunológica, barrera, protección contra la luz

UV y mecánica) y de homeostasis del cuerpo humano con el entorno que lo rodea

(9).

La piel consta de dos capas básicas, la epidermis y dermis. La epidermis se

compone principalmente de queratinocitos, pero también contiene melanocitos,

células de Langerhans, y células de Merkel (Figura 1). Está dividido en cuatro capas

o estratos que son atravesados por apéndices de la piel como unidades

pilosebáceas y glándulas sudoríparas. La dermis se divide en una capa papilar y

reticular, dentro de la misma reside el suministro neurovascular de la piel. El tejido

subcutáneo debajo de la piel contiene la fascia superficial y la grasa subcutánea la

misma que le brinda fuerza, elasticidad y apoyo nutricional a la epidermis (10).

1. Folículo capilar

2. Glándula sudorípara ecrina

3. Epidermis interfolicular

4. Dermis papilar

5. Dermis reticular superior

6. Dermis reticular inferior

7. Tejido adiposo subcutáneo

1 2

3

4

5

6

7

Figura 1. Estructura de la piel (11)

7

II.2. Capas de la Piel

II.2.1. Epidermis

La epidermis es la membrana más extensa de la piel y es la responsable del

color, la textura y la humedad; el espesor epidérmico es relativamente constante en

toda la región de cabeza y cuello. El tipo de célula primaria dentro de la epidermis

es el queratinocito, y las 4 capas epidérmicas representan la maduración de los

queratinocitos desde la capa profunda hasta la superficial. Este proceso de

queratinización permite el desarrollo de queratina, que es una proteína filamentosa.

La capa más profunda de la epidermis es el estrato basal o capa basal, que está

compuesto por células madre llamadas células basales, y suele ser de 1 celda de

espesor, pero puede tener 2 o 3 celdas de espesor. Las células basales se dividen

para formar queratinocitos, que luego comienzan a migrar superficialmente (12).

La siguiente capa es la capa espinosa o estrato espinoso, los queratinocitos en

esta capa forman uniones intercelulares a través de canales de proteínas llamados

desmosomas, los mismos que son responsables de la apariencia espinosa de esta

capa en el microscopio. Los gránulos lamelares que contienen lípidos primero se

hacen visibles aquí dentro de los queratinocitos, luego migran a la capa granular o

estrato granuloso, llamados así por los gránulos de queratohialina visibles que

forman la filagrina a partir de la proteína precursora, profilagrina (13).

Los filamentos de queratina luego comienzan a agregarse en estructuras

complejas a través de la filagrina. Las células dentro de la capa granular pierden

gradualmente sus orgánulos y se vuelven más compactas, formando la capa

epidérmica más externa, el estrato córneo, en donde se completa la queratinización,

uniéndose entre sí a través de los desmosomas en forma de ladrillo los cuales están

rodeados por lípidos secretados por los gránulos lamelares. Esta estructura es

responsable de la función de la piel como barrera protectora y control de la humedad

(14).

8

II.2.1.1. Células de la Epidermis

Melanocitos

Los melanocitos se derivan de la cresta neural en los mamíferos incluidos los

humanos. Se asocian principalmente con la capa basal de la epidermis interfolicular,

el folículo piloso, el epitelio pigmentario de la retina y el iris, los melanocitos

(melanoblastos) migran a varios sitios de la piel, donde proliferan y luego se

diferencian en células productoras de melanina durante el desarrollo. Cada

melanocito hace contacto cercano con alrededor de 30 a 40 queratinocitos, lo que

constituye la unidad de melanina epidérmica (15).

Células de Langerhans

Las células de Langerhans se encuentran situadas en el epitelio escamoso

estratificado de la piel y el tejido de la mucosa, desempeñando un papel clave para

la respuesta inmune adecuada (16). Su función radica en captar el antígeno

epidérmico, teniendo la capacidad de sobresalir sus dendritas a través de uniones

estrechas para adquirir antígeno del estrato córneo (17).

Células de Merkel

Las células de Merkel residen en la capa basal y contienen gránulos secretores

cuyos contenidos son similares a las de otras células neuroendocrinas. Este grupo

de células están asociados con las terminaciones nerviosas periféricas que a su vez

forman estructuras especializadas llamadas discos táctiles los cuales facilitan la

sensación, se encuentran localizadas en estructuras altamente sensibles como:

labios, cavidad oral y los folículos pilosos (13).

II.2.2. Dermis

La dermis es un tejido heterogéneo en el que los componentes de la matriz

extracelular cambian en cantidad relativa y ensamblaje espacial a través del espesor

del tejido. Morfológicamente, la dermis cutánea humana se divide en dos partes: a)

la dermis superior o papilar con una alta densidad celular, donde las fibras de

colágeno se agrupan en paquetes delgados de menos de 10 mm de diámetro y b)

la dermis reticular profunda, formada por una masa enredada de haces de colágeno

(más de 50 mm), que forman una red más suelta. Además, la transición entre las

9

capas papilar y reticular no es abrupta: las fibras de colágeno cambian de dimensión

y arquitectura de manera gradual (18,19).

II. 3. Problemas de la Piel

Los problemas de la piel tienen un enorme impacto en la sociedad, que afecta no

solo físicamente, sino también el estado mental, y la situación social de las

personas. Cabe mencionar que la piel es la barrera protectora del medio externo y

fuente principal de la vitamina D, que es producida a partir del colesterol 7-

deshidrogenasa en fotorreacción inducida por la radiación ultravioleta B (UVB) del

sol. La capa superior de la piel es sometida a un intercambio constante de la capa

de queratinocitos, en la cual una alteración conduce al desarrollo de diversos

trastornos de la piel, incluyendo cáncer de piel, vitíligo, dermatitis atópica y psoriasis

(20).

II.4. Psoriasis

La psoriasis es una enfermedad crónica e inflamatoria que afecta gravemente a

la piel entre el 1-3 % de la población mundial. Se caracteriza por presentar placas

eritematosas de tamaño variable, picazón, ardor y dolor; pero asociado con varias

comorbilidades (21). Diferentes factores desencadenates, tales como trauma,

infección, fármacos y el estrés pueden activar la respuesta inmune-inflamatoria en

la piel, que conduce a la proliferación de queratinocitos excesivos (Figura 2). La

iniación de la placa psoriásica empieza con la estimulación inmune en sujetos

susceptibles debido a los factores desencadenantes exógenos o la pérdida de la

tolerancia inmune a través del reconocimiento de autoantígenos. Los antígenos se

presentan a las células CD4+ y CD8+, células T por subconjuntos de células

dendríticas (DC). Las DC activadas producen factor de necrosis tumoral (TNF)-α y

la Interleucina(IL)-23, lo que conduce a la polarización y la expansión clonal de las

células CD4+ y CD8+. También, los linfocitos T producen IL-22 e IL-17, lo que

resulta en la sintesís de una cantidad considerable de IL-17 e IL-22 en lesiones

psoriáticas (22).

10

Figura 2. Comparación de piel sana y piel psoriásica (22).

II.4.1. Tipos de Psoriasis

II.4.1.1. Psoriasis en Placa

Es la psoriasis más común, conocida también como psoriasis vulgar (Figura 3).

Las características de este tipo de patología comienzan como máculas eritematosas

o pápulas que se extienden y forman una placa, de forma oval muy demarcadas con

escamas blancas plateadas de baja adherencia, las cuales pueden aparecer en

cualquier parte del cuerpo, pero sobre todo en las articulaciones como en codos y

rodillas (23).

Figura 3. Psoriasis en placas (24).

11

II.4.1.2. Psoriasis en Gota

Este tipo de psoriasis representa casi el 30% de la población con esta

enfermedad (Figura 4). Es característica de presentar placas eritematosas

pequeñas (menos de 1 cm) redonda u ovales y rosáceas; en la cual los sitios más

afectados son el tronco, las extremidades y la cara (21,25).

Figura 4. Psoriasis en gota (24).

II.4.1.3. Psoriasis Inversa

La psoriasis inversa se define por presentar lesiones inflamatorias crónicas en

las zonas intertriginosas, incluyendo en el área de la hendidura glútea (Figura 5).

Los pacientes que presentan esta patología tienen un alto nivel de sufrimiento y se

sienten estigmatizados, especialmente en un contacto interpersonal íntimo (26).

Figura 5. Psoriasis inversa (24).

12

II.4.1.4. Psoriasis Eritrodérmica

Es aquella que presenta eritema generalizado que implica la mayor parte de la

superficie corporal (Figura 6). La psoriasis eritrodérmica se desarrolla si hay un mal

control de la psoriasis existente de un paciente, ya sea la retirada brusca de un

tratamiento sistémico, tales como corticosteroides; o debido a una infección

sistémica subyacente (23).

Figura 6. Psoriasis Eritrodérmica (23).

II.4.2. Causas

Numerosos estudios indican que el estrés es el desencadenante de la psoriasis;

en el 31-88% de los casos se presentaba reactivación psoriásica, y es esto lo que

no permite la cicatrización de las heridas, dándose como consecuencia un aumento

de proliferación de queratinocitos, inflamación y activación de células (27).

II.4.3. Diagnóstico

El diagnóstico de la enfermedad es principalmente clínico. Existen algunos tipos

clínicos de esta patología, el más común es psoriasis en placas crónicas (28). Una

biopsia de piel rara vez es necesario, pero puede ser útil sobre todo en niños con

presentaciones atípicas. Una historia familiar positiva puede ayudar en casos

sospechosos de la psoriasis, como la enfermedad de inicio en la infancia presenta

una frecuencia más alta de la psoriasis en parientes de primer y segundo grado (29).

13

II.4.4. Tratamiento

Aunque no hay una cura para esta enfermedad, existen medicamentos que

pueden ser eficaces para atenuar las lesiones de la piel, entre ellos están:

II.4.4.1. Tratamientos sistémicos

II.4.4.1.1. Fototerapia.

La irradiación ultravioleta (UV) controla las lesiones psoriásicas de la piel al atacar

las células epidérmicas hiperproliferativas y las células T. La fototerapia se

recomienda como tratamiento de primera línea para la psoriasis moderada a grave

cuando las lesiones de la piel son demasiado extensas para el tratamiento tópico

solo. Además, la fototerapia es una estrategia de tratamiento adecuada para

pacientes con compromiso limitado de la piel, pero con síntomas debilitantes, como

aquellos con psoriasis severa de las palmas, de las manos, las plantas del pie y el

cuero cabelludo (30).

II.4.4.1.2. Acitretina

Es un derivado de la vitamina A con propiedades antiproliferativas a través de la

activación agonística de los receptores retinoides. Acitretina es el único de los tres

retinoides estudiados en psoriasis, que ha sido aprobado desde 1992 para el

tratamiento de la psoriasis. Debido a su falta de actividad inmunosupresora, la

acitretina es una opción de tratamiento. Las contraindicaciones más importantes

son: embarazo, lactancia, daño renal y hepático. A su vez, este medicamento puede

provocar como efecto secundario: queilitis, xerosis, el sangrado nasal y la alopecia

(31).

II.4.4.1.3. Metotrexato

El metotrexato (MTX) es un antagonista del ácido fólico, desde 1971 fue

aprobado por la Food and Drug Administration (FDA) para el tratamiento de

psoriasis vulgar severa y psoriasis eritrodérmica. El MTX se lo prescribe 1 o más

veces a la semana por vía oral, vía parenteral o subcutánea en una dosis de 7.5-

22.5 mg. Alrededor del 25-50% de los pacientes son tratados con MTX y los efectos

adversos que les produce este medicamento son: caída del cabello, náuseas, fatiga,

vómitos, aumento de la enzima transaminasa, fiebre, dolor de cabeza, depresión,

14

infecciones, supresión de la médula ósea, cirrosis hepática, úlceras

gastrointestinales, nefrotoxicidad, neumonía intersticial y alveolitis (31).

II.4.4.1.4. Ciclosporina

La ciclosporina es un inmunosupresor que inhibe la activación de la calcineurina

mediante la activación de las células T. En 1993, se utilizó ciclosporina para tratar

la psoriasis resistente a la terapia. Se prescribe ciclosporina en un intervalo de dosis

de 2.5-5 mg / kg de peso corporal. El tiempo máximo de terapia es de 2 años. Hasta

el 71% de los pacientes reciben una respuesta aceptable (PASI-75, Psoriasis Área

Severity Index). El efecto secundario más común de la ciclosporina es la disfunción

renal reversible dependiente de la dosis, lactancia, daño renal y hepático. La

queilitis, la xerosis, las hemorragias nasales y la alopecia pueden ser efectos

secundarios (31).

II.4.4.2. Terapia Biológica

II.4.4.2.1. Etanercept

Etanercept es el único medicamento aprobado por la Food and Drug

Administration (FDA). El etanercept es una proteína soluble que contiene el receptor

2 de TNF humano, que se une competitivamente a TNF, bloqueando la unión a los

receptores celulares. Se administra etanercept semanalmente por vía subcutánea

a una dosis de 0,8 mg/kg hasta un máximo de 50 mg por semana. El tratamiento

debe suspenderse en pacientes que no muestran respuesta después de 12

semanas de iniciación. Los efectos adversos más frecuente han sido reacciones en

el lugar de inyección e infecciones del tracto respiratorio (29).

II.4.4.3. Tratamientos Tópicos

La terapia tópica es el tratamiento estándar para tratar la psoriasis leve a

moderada. En casos de que los agentes tópicos no provocasen una respuesta

adecuada o si no son prácticos debido al área de la superficie corporal afectada,

estos pacientes pueden ser remitidos para una evaluación con un dermatólogo,

momento en el que la terapia sistémica con complementos tópicos podría ser más

adecuada (28).

15

II.4.4.3.1. Corticosteroides

Son considerados esenciales en el tratamiento tópico; los corticosteroides

frecuentemente son bien tolerados y efectivos para pacientes con psoriasis leve,

debido a su actividad antiinflamatoria, antipruriginosa y antiproliferativa (28,29).

II.4.4.3.2. Análogos de la vitamina D3

El calcipotriol, un análogo de la vitamina D3, es un agente tópico de primera línea

para el tratamiento de la psoriasis en placa y la psoriasis del cuero cabelludo

moderadamente grave. Reduce los síntomas modulando la proliferación y

diferenciación de los queratinocitos e inhibiendo la actividad de los linfocitos

T. Múltiples ensayos han demostrado que el calcipotriol es seguro y eficaz para los

pacientes con psoriasis en placa leve y no inferior a la mayoría de los

corticosteroides con respecto a la eficacia. Con respecto a su perfil de eficacia y

seguridad, los análogos de la vitamina D3 se utilizan comúnmente como

monoterapia o, frecuentemente, como terapia de combinación. Los efectos

secundarios incluyen dermatitis irritante leve y rara vez hipercalcemia con uso

excesivo. Estos agentes no deben utilizarse en combinación con ácido salicílico o

antes de la fototerapia (28).

II.4.4.3.3. Coaltar

El coaltar (CT) es un líquido marrón o negro de viscosidad extremadamente alta

que se encuentra entre los subproductos de la producción de coque. Este es una

mezcla compleja y variable de fenoles, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)

y compuestos heterocíclicos. Se lo ha indicado para el alivio local de la picazón, la

sequedad y la irritación causada por la psoriasis, la seborrea y el eccema (32).

Se ha descrito que el CT tiene hasta 10,000 compuestos, aunque la mayoría de

ellos quedan sin identificar. Los estudios han clasificado solo alrededor de 400

compuestos que son predominantemente carbono, agua y compuestos de

hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). La composición del CT también

depende del proceso por el cual se lo obtiene. Por ejemplo, la concentración de HAP

en el CT es dependiente de la temperatura en que son destilados: a temperaturas

más altas (1000 °C -1300 °C) se obtienen mayores concentraciones de HAPs,

16

mientras que los de temperatura más baja (400°C -700 °C) tienen concentraciones

menores de HAPs (32).

También hay presentaciones en cremas con coaltar saponificado al 5%, el cual

se esparce en agua, por ende, se lo utiliza en preparaciones como lociones o

shampoos, y cremas en concentraciones del 5% en conjunto con excipiente

agua/aceite, fragancia y esencia que disminuyen el olor desagradable del coaltar

(33).

Los tratamientos con coaltar se utilizan actualmente con menos frecuencia

debido a su olor y su color, aunque todavía se pueden prescribir. Los tratamientos

farmacológicos modernos son por lo general mejor aceptados, pero el coaltar tiene

una gama de acciones antiinflamatorias y es eficaz como agente antiprurítico (24).

El coaltar activa los receptores de hidrocarburos arílicos, lo que resulta en la

inducción de la diferenciación epidérmica. También contrarresta la regulación a la

baja de las proteínas de la barrera cutánea mediada por citocinas Th2. Aunque se

ha demostrado que el coaltar a dosis altas induce cánceres de piel en experimentos

con animales, no se ha demostrado que el coaltar sea un factor de riesgo

carcinogénico si se administra como un tratamiento antipsoriático en humanos (34).

El coaltar es una terapia tópica estudiada que ha demostrado eficacia y seguridad

en el tratamiento de la psoriasis. Su composición y mecanismo de acción en el

tratamiento de las enfermedades inflamatorias de la piel es poco conocido; sin

embargo, la evidencia actual apunta al papel de los hidrocarburos arílicos, un tipo

de HAP (hidrocarburo aromático policíclico), como los principales responsables del

efecto terapéutico en la psoriasis. El carbazol es un hidrocarburo arílico que se

encuentra en el CT, que reduce los niveles de IL-17 mediante la inhibición de la

activación de STAT3 (activador de la transcripción 3) y modula los efectos

inhibidores de la IL-2 en las células Th17 (32).

Varios estudios indican que las concentraciones más eficientes del CT para tratar

psoriasis está en 1-5 %, ya que concentraciones mayores al 5% no resultan

eficaces. La incorporación de CT en liposomas es más eficaz y segura. Los datos

demostraron que una preparación liposomal al 0,066% podría ser un tratamiento de

17

primera línea en estas lesiones (35). Concentraciones superiores al 5% puede

presentar efectos secundarios. Por ejemplo, se ha reportado foliculitis comúnmente

en las extremidades inferiores (36).

II.5. Aplicaciones de la Nanotecnología en un Diseño Farmacológico

La nanotecnología es un campo científico moderno, en el que se considera la

utilización de nanopartículas con rápida expansión de aplicaciones por su diferente

composición y tamaño particular inferior a 100 nanómetros (nm). Se considera un

campo multidisciplinario que hoy en día está revolucionando la medicina, que a su

vez implica el uso de materiales, diseños y fabricación en nanoescala con fines

preventivos, terapéuticos y de diagnóstico (37).

II.6. Sistemas de Liberación de Fármacos

El potencial de estos sistemas consiste en prolongar el tiempo de residencia de

la preparación en el lugar de acción o absorción, intensificando el contacto del

fármaco con la barrera epitelial o mucosa. El aumento del tiempo de residencia de

la preparación farmacéutica, combinado con la liberación controlada, puede

favorecer el mantenimiento de la concentración efectiva en el lugar de acción o

absorción y el control de la liberación del fármaco, pudiendo con ello aumentar la

eficiencia terapéutica reduciendo la dosis y la frecuencia de administración de

fármacos (38).

II.6.1. Cristales Líquidos

Los cristales líquidos (CL) o mesofases se encuentran formados por moléculas

anfifílicas, que a su vez forman la base para las emulsiones. Estos agregados de

lípidos se han utilizado como portadores de fármacos y en muchos productos

cosméticos, como las lociones y cremas para la piel que se basan en agua como

disolvente. Algunos de estos productos tienen en común la presencia de los CL,

estructuras que influyen en las propiedades reológicas (39).

Estas moléculas bioactivas se pueden solubilizar y proteger de la hidrólisis u

oxidación en la fase acuosa o en la fase lipídica del aceite. Los CL se clasifican en:

lamelar, hexagonal y cúbico.

18

Estructura Lamelar

Los CL lamelares han demostrado una alta capacidad de encapsulación y

capacidad para la liberación controlada de fármacos. Presentan propiedades

valiosas como un amplio espectro de solubilización, una alta carga útil del fármaco,

una encapsulación efectiva, la estabilización y la protección de sustancias

farmacológicas sensibles, definen los agregados de lípidos lamelares como

portadores farmacéuticos prometedores (40).

Figura 7. Estructura lamelar (41).

Estructura hexagonal

Están formadas por micelas cilíndricas que están ubicadas en el retículo

bidimensional hexagonal, los cilindros son llenados de agua por lo que debido a esto

fluyen con mayor dificultad y poseen una menor cantidad de tensoactivo que la fase

lamelar. Comparten características líquidas y sólidas al mismo tiempo, están

mejores organizados que los líquidos, pero menos que los sólidos, lo que los hace

interesantes para el uso farmacéutico. Entre las ventajas, los cristales líquidos

laminares son similares a la estructura lipídica del estrato córneo y tienen un gran

potencial de hidratación de la piel. Además, los cristales líquidos pueden participar

en el proceso de estabilización de la emulsión (42). Existe una estructura hexagonal

inversa, esta consiste en varillas cilíndricas llenas de agua (nanocanales hidrófilos),

incrustadas en un medio hidrófobo continuo (43,44).

19

Figura 8. Cristal líquido hexagonal y hexagonal inversa (45).

Estructura cúbica

En particular, la fase cúbica bicontinua (QII) es una estructura muy interesante y

compleja, que consiste en una red 3D, que separa dos secciones hidrófilas distintas,

continuas, pero no intersectantes (46).

Figura 9. Estructura cúbica micelar (45).

20

II.7. Liberación del Fármaco por Vía Tópica

La administración tópica de fármacos tiene varias ventajas: minimiza la

descomposición metabólica del fármaco, elimina la exclusión de la incompatibilidad

gastrointestinal y permite la aplicación selectiva del fármaco a una ubicación

específica. La administración de fármacos tópicos puede mejorar la

biodisponibilidad de los fármacos lipófilos al minimizar el metabolismo del fármaco

junto con un suministro en estado estable durante un período de tiempo más

prolongado, siempre que el fármaco pueda cruzar significativamente la barrera del

estrato córneo (47).

Los fármacos atraviesan la piel mediante la difusión pasiva y las interacciones

entre el principio activo con el vehículo de los componentes principales de la piel y

mucosa (48).

El transporte de fármacos a través de la piel es un proceso complejo, mediado

por los siguientes mecanismos:

Absorción transcelular, se realiza a través de los corneocitos llenos de queratina

mediante la partición dentro y fuera de la membrana celular; absorción intercelular

esta se presenta alrededor de los corneocitos en las regiones extracelulares ricas

en lípidos; y absorción apendágica que se da a través de las derivaciones

proporcionadas por los folículos pilosos, las glándulas sudoríparas y las glándulas

sebáceas). Las rutas mediadas por la absorción intercelular y transcelular se

consideran las más importantes para la permeación de fármacos a través de la piel

(Figura 10). La vía intercelular tortuosa que rodea a los corneocitos se ha

identificado como la principal vía de penetración a través del estrato córneo debido

a la impermeabilidad relativa de la capa cornificada, lo que implica que los lípidos

del estrato córneo son clave en la barrera de la piel (49).

21

Figura 10. Penetración del fármaco a la piel (50).

II.8. Diagrama de Fases Ternario

Los diagramas de fases ternarios son herramienta que se utilizan para

comprender el proceso y actividades que forman las diferentes regiones de fase en

un sistema como, por ejemplo: las emulsiones, microemulsiones y sistemas líquidos

cristalinos (51).

Estos diagramas están representados por un triángulo equilátero donde el vértice

superior del triángulo representa 100% de surfactante, el vértice de la izquierda

representa el 100% de la fase acuosa y el vértice de la derecha representa el 100%

de la fase de aceite. Por lo tanto, las construcciones de estos diagramas sirven

como punto de partida para el estudio del diseño de formas farmacéuticas, ya que

revela los comportamientos físicos y químicos de las mezclas de diferentes

proporciones de las fases, facilitando la elección de la formulación más adecuada

para la propuesta (52).

22

Figura 11. Diagrama de fases ternario (53).

II.9. Aceite de Chía

El aceite de semilla de chía (Salvia hispanica L.) es una fuente de ácidos grasos

poliinsaturados. Contiene la mayor proporción de - ácido linolénico (* 60%) de

cualquier vegetal. Este ácido graso es esencial para el crecimiento normal y

desarrollo del cuerpo humano y juega un papel importante en la prevención y el

tratamiento de enfermedad de la arteria coronaria, hipertensión, diabetes, artritis,

otras enfermedades inflamatorias y autoinmunes, trastornos y cáncer (54).

II.10. Calorimetría Diferencial de Barrido

La primera construcción y los principios de funcionamiento del Microcalorímetro

de barrido diferencial adiabático (DASM) se publicaron en 1964. Desde ese

momento, la tecnología de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) se ha

desarrollado rápidamente. El análisis de las diferencias entre la respuesta al

calentamiento de la muestra y las células de referencia permite minimizar la

influencia del solvente y otros factores sobre los efectos térmicos durante la

medición (55).

23

Figura 12. Aplicaciones de DSC (55).

La calorimetría diferencial de barrido (DSC) es la técnica más ampliamente

aceptada y comúnmente utilizada para medir la temperatura de transición. Sin

embargo, las mediciones directas de transición en películas ultrafinas por DSC

convencional son muy difíciles debido a los problemas asociados con la preparación

de la muestra y la integridad durante la medición. Aunque una muestra convencional

típica requiere solo unos pocos miligramos de material para el análisis, es un desafío

crear muestras de película ultrafina para DSC porque poseen una masa

extremadamente pequeña. Tienen una tendencia a repelerse entre sí, debido a la

acumulación de carga estática, y requieren una gran cantidad de tiempo y esfuerzo

para preparar (56).

24

CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS

III.1. Materiales

III.1.1. Materias primas

Aceite de chía (Comercial)

Agua Milli Q®

Coaltar (Sigma Aldrich)

Tensoactivo (comperland®)

III.1.2. Materiales de laboratorio

Envases de plástico 100 unidades

Agitador de vidrio

Espátulas

Picetas

Pipetas de (10 ml- 5 ml)

III.1.3. Equipos

Balanza analítica

Microscopio de luz polarizada

Potenciómetro

DSC (Mettler Toledo, Gieben, Suiza)

Espectrofotómetro

Equipo permeador con 6 celdas de Franz

III.1.4. Programas

Excel

Sigma Plot 12.0

III.2. Tipo de investigación

Se refiere a un estudio experimental.

25

III.3. Metodología experimental

III.3.1. Construcción del diagrama de fases

Se desarrolló un diagrama de fases en el cual se utilizó aceite de chía

(Comercial), comperland® como tensoactivo y agua Milli Q®. Todas las muestras

se mantuvieron a 25 ± 0.1°C durante 24 h para completar el equilibrio del sistema.

Tabla II. Diagrama de fases con Tensoactivo al 10%

Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)

10

10

10

10

10

10

10

10

10

20

30

40

50

60

70

80

80

70

60

50

40

30

20

10

Tabla III. Diagrama de fases con Tensoactivo al 20%


20

20

20

20

20

20

20

10

20

30

40

50

60

70

70

60

50

40

30

20

10

26

Tabla IV. Diagrama de fases con Tensoactivo al 30%


30

30

30

30

30

30

10

20

30

40

50

60

60

50

40

30

20

10

Tabla V. Diagrama de fases con Tensoactivo al 40%


40

40

40

40

40

10

20

30

40

50

50

40

30

20

10

Tabla VI. Diagrama de fases con Tensoactivo al 50%


50

50

50

50

10

20

30

40

40

30

20

10

27

Tabla VII. Diagrama de fases con Tensoactivo 60%


60

60

60

10

20

30

30

20

10

Tabla VIII. Diagrama de fases con Tensoactivo 70%


70

70

10

20

20

10

Tabla IX. Diagrama de fases con Tensoactivo 80%


80 10 10

III.3.2 Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema

Para el estudio de incorporación del coaltar en el sistema, se procedió a pesar el

fármaco por gota con una pipeta de 5ml obteniendo un peso de la gota de 0.03 g,

una vez obtenido el peso se incorporó 0.03 g del fármaco en 2 g de CL. Con esta

proporción se intenta mantener la concentración teórica de coaltar al 5 % para evitar

efectos de toxicidad. Todos los ensayos de solubilidad fueron evaluados a

temperatura ambiente.

III.3.3. Estudio de Estabilidad

La estabilidad de los sistemas seleccionados (CL30) se realizó manteniendo las

muestras a 25 ± 0.1°C durante 90 días la caracterización fue realizada mediante

evaluación macroscópica, medición de pH y microscopía de luz polarizada.

28

III.3.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de

Cristales Líquidos

Se observó las estructuras de los cristales líquidos por medio de un

fotomicroscopio (Microscopio Leica DMLP) equipado con una cámara: primero, bajo

el campo brillante y, en segundo lugar, bajo luz polarizada (usando polarizadores

cruzados) para así investigar la presencia de la fase cristalina líquida en cada

muestra. Se utilizó el software Leica IM 1000 para analizar las micrografías

obtenidas.

Se desarrolló los cristales líquidos con coaltar y se procedió a incorporarla en la

crema base utilizando los excipientes adecuados. Una vez preparada se realizaron

estudios de permeación y retención cutánea in vitro.

III.3.5. Calorimetría diferencial de barrido

El análisis DSC se realizó por medio del equipo Mettler DSC1 (Mettler Toledo,

Gieben, Suiza), con ayuda del software STAR, se calculó la entalpía, la temperatura

inicial y de fusión. Para el análisis se utilizó una bandeja estándar de aluminio vacía

(40 μL) como referencia. Se tomaron aproximadamente 4,0 mg de muestra para el

análisis. Los barridos del DSC se registraron a una velocidad de calentamiento y

enfriamiento de 10°C.min-1. Las muestras se congelaron de 25°C a -80°C y luego

se calentaron desde -80°C hasta 120°C.

III.3.6. Preparación del Buffer a pH 7.4

El buffer fue preparado como se encuentra descrito por la USP 39, se pesaron

27,22g K2HPO4 llevando a un volumen final de 1000mL, la solución se ajustó a un

pH de 7,4 utilizando NaOH 1N.

III.3.7. Preparación de la Solución stock

Para la preparación de la solución stock se procedió a pesar 100 mg de coaltar y

se llevó a un volumen final de 100mL de solución de metanol-agua en una

proporción 10:90.

III.3.8. Verificación del Método Analítico

La verificación analítica fue realizada por el método de espectrofotometría UV-

VIS a una longitud de onda de 384nm. Se evaluaron los siguientes parámetros

29

linealidad, precisión, límite de detección y límite de cuantificación, para saber si el

método analítico funcionaba correctamente (57)

III.3.8.1. Linealidad

Para la determinación de la linealidad se escogieron 6 puntos con las

concentraciones 40, 50, 60, 70, 80, 90 µg/mL a partir de la solución stock de

concentración 1000 µg/mL y se realizó 3 réplicas de cada concentración con 3

lecturas de absorbancias. Para construir la curva de calibración se leyó las

absorbancias de las concentraciones mencionadas durante 3 días y se sacó un

promedio de las curvas. La misma que se evaluó mediante análisis de regresión

lineal, en la cual los criterios de aceptación para linealidad son: coeficiente de

correlación ≥ 0,99, un intercepto cercano a 0 y una RDS ≤ a 2%.

III.3.8.2. Límite de Detección (LOD) y Límite de Cuantificación (LOQ)

La estimación de LOD y LOQ se basó en la desviación estándar de la respuesta

y la pendiente de la curva de calibración. Las ecuaciones utilizadas para el cálculo

son las siguientes (Ecuaciones 1 y 2) (58).

Ecuación 1 LOD:

𝐿𝑂𝐷 = 3.3 𝜎

𝑆

Donde

LOD límite de detección

σ es la desviación estándar del intercepto

S es la pendiente de la curva de calibración

Ecuación 2 LOQ:

𝐿𝑂𝑄 = 10 𝜎

𝑆

Donde

LOC límite de cuantificación

σ es la desviación estándar del intercepto

S es la pendiente de la curva de calibración

30

III.3.8.3. Precisión

La precisión de un procedimiento analítico generalmente se expresa como la

varianza, la desviación estándar o el coeficiente de variación de una serie de

mediciones. El analista determinó la precisión del método propuesto para tres

niveles de concentración (40, 70, 90 μg/mL) que cubren todo el rango de linealidad.

III.3.9. Evaluación de la Permeación Cutánea

Los ensayos de permeación y retención cutánea in vitro fue realizada utilizando

piel de oreja de cerdo. Las pieles fueron preparadas según la metodología adaptada

de Cardoso (59). Para ello, las orejas fueron lavadas, los pelos en exceso fueron

removidos con la ayuda de una tijera. Posteriormente se disecaron, separando la

piel del cartílago con la ayuda de una lámina y luego separada del tejido adiposo.

Previo al ensayo, las pieles fueron hidratadas, y recortadas en tamaños adecuados

para los ensayos de permeabilidad cutánea. En seguida, se colocaron en la célula

de difusión, con el lado de la dermis hacia abajo, para que entre en contacto con la

solución receptora. En la parte superior, región del estrato córneo, fue añadida la

formulación.

III.3.9.1. Retención Cutánea in vitro

La piel quedó expuesta por 12 horas en las condiciones experimentales de la

permeación cutánea in vitro. Las pieles fueron retiradas de la célula de difusión y

fijadas en superficie lisa. El área fue expuesta a la formulación (1,77 cm2) y se

sometieron a dos tipos de técnicas:

a) Técnica tape stripping (técnica de la cinta adhesiva) (59), para la eliminación

del estrato córneo (EC) usando 16 cintas adhesivas (Scoth 750 3M), para cada piel.

Las cintas se colocaron en un tubo de ensayo que contiene 5 mL de metanol, se

agitaron en vórtex por 2 minutos y posteriormente se colocó en lavadora ultrasónica

por 30 minutos. La solución fue filtrada y cuantificada por espectrofotometría

ultravioleta.

b) Técnica sin cinta: para la cuantificación de muestras en la dermis y epidermis,

la piel fue cortada en pedazos pequeños que se introdujeron en un tubo de ensayo

conteniendo 5 mL de metanol. Se agitaron en vórtex por 2 minutos y posteriormente

31

se colocó en lavadora ultrasónica por 30 minutos. La solución fue filtrada y

cuantificada por espectrofotometría ultravioleta.

32

CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES

IV.1. Construcción del Diagrama de Fases

La Figura 13 muestra el diagrama de fases ternarios con las diferentes regiones

formadas por mezclas de comperland como tensoactivo, aceite de chía y agua. Para

facilitar la interpretación de cada uno se denominó: microemulsión a los sistemas

transparentes fluidos que se formaron espontáneamente, cristales líquidos a la

formación de sistemas viscosos transparentes, emulsiones a los sistemas

blanquecinos y separación de fases por la visualización de una doble fase. La

caracterización fue realizada mediante visualización macroscópica y microscopía

de luz polarizada.

Figura 13. Diagrama de fases ternarios con las diferentes regiones formadas por mezclas

de comperland como tensoactivo, aceite de chía y agua

33

La Figura 13 exhibe diferentes sistemas formados a partir de las mezclas agua,

aceite y tensoactivo. Se obtuvo una región de cristales líquidos con elevadas

concentraciones de tensoactivo (50% - 80%). Esta metodología se diseñó

basándose en observaciones anteriores en que se desarrollaron cristales líquidos

(52). Chu et al realizaron formulaciones enlazadoras de lecitina para el suministro

de nutracéuticos en sistemas autoemulsionante Los autores observaron la

formación de emulsiones, microemulsiones y cristales líquidos mediante la

caracterización visual en el diagrama de fases. Con lo presentado se plantea que

los sistemas que contienen más del 50% de tensoactivo tienden a formar los

cristales líquidos (60).

IV.2. Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema Cristalino

Los datos de la incorporación del CT en el sistema cristalino se sumarizan en la

Tabla X.

Fue posible incorporar 0,45 g de coaltar en 2 g de cristales líquidos, lo que

corresponde al 22,5 %. El resultado presentado indica que es posible añadir

elevadas concentraciones del fármaco al sistema. De acuerdo a la literatura, las

dosis máximas recomendadas son de 5 % (35). Por esta razón, para la continuación

del estudio, se procedió a utilizar 5 % del fármaco En la microscopía de luz

polarizada fue posible observar CL de fase lamelar y hexagonal (cruces de malta y

estrías respectivamente). Esto puede indicar transiciones de fases inducidas por

una interacción del coaltar con el sistema, debido al aumento de la concentración

del fármaco. Este dato puede ser evidenciado en los resultados del análisis térmico

(DSC).

Junqueira et al desarrollaron cristales líquidos para mejorar la absorción cutánea

del azul de metileno, los sistemas fueron obtenidos con diferentes proporciones de

agua y del tensoactivo Brij97®. Los resultados mostraron sistemas de fase lamelar

y hexagonal debido a la presencia de cruces de malta y estrías respectivamente.

Los autores sugieren que las transiciones de fases cristalinas pueden ser inducidas

por la concentración del fármaco (61).

34

Tabla X. Incorporación del CT en el sistema cristalino

Cantidad en

porcentajes

(%)

Cantidad en

gramos Microscopía

1,5 % 0,03 g Cruces de malta

3% 0,06 g Cruces de malta

4,5% 0,09 g Cruces de malta

6 0,12 g Cruces de malta

7,5 0,15 g Cruces de malta

9 0,18 g Cruces de malta y estrías

10,5 0,21 g Cruces de malta y estrías


13,5 0,27 g Cruces de malta y estrías


16.5 0,33 g Cruces de malta y estrías

18% 0,36 g Cruces de malta y estrías

19.5% 0,39 g Cruces de malta y estrías

21% 0,42 g Cruces de malta y estrías

22,5% 0,45 g Cruces de malta y estrías

En la Figura 14 se muestra los resultados de la incorporación del CT en los CL.

35

Figura 14. Cristales líquidos sin CT (A) y con CT (B).

Se observa un sistema viscoso y homogéneo de coloración marrón claro para los

CL (Figura 14 A). La adición del CT (Figura 14 B) conllevó a un cambio de color a

marrón oscuro transparente. Posiblemente el CT cambió la estructura de la matriz

del sistema dejándola más organizada. Nuestros resultados coinciden con los datos

reportados por Wan et al y Calixto et al.

Wan et al evaluaron el cristal líquido a base de fitantriol como sistema de

administración transdérmica y sus resultados mostraron un sistema transparente y

viscoso, con lo que los autores indican que esta característica corresponde a los

cristales líquidos (62). Calixto et al demostraron que los cristales líquidos poseen

una estructura organizada y resultan en aumento de viscosidad en la formulación

(52).

IV.3. Estudio de Estabilidad de los CL30 y CL30CT

Para una mejor interpretación de los resultados de estabilidad se procedió a

tomar los pH de cada uno de los componentes de la formulación, los cuales se

observan en la Tabla XI

A B

36

Tabla XI. pH de los componentes de la formulación

COMPONENTES pH

Coaltar 8,73

Aceite de chía 5,45

Comperland 9,80

Los resultados mostraron que todos los CL30 mantuvieron la estructura lamelar

y CL30CT fueron de fase lamelar y hexagonal en los tiempos estudiados. No hubo

cambios relevantes en los valores de pH, lo que sugiere que ambos sistemas fueron

estables en este período. En la caracterización macroscópica, se observó que en

los tiempos 0 y 15 días ambos sistemas (CL30 y CL30CT) presentaron un aspecto

muy viscoso ligeramente opalescente; pasado este período (30, 60 y 90 días) se

observó un cambio de viscosidad y color (transparente) para los CL30CT. Con el

cambio observado, se sugiere que la matriz del sistema aún estaba en un período

de organización.

Para facilitar la interpretación de los datos exhibidos en la Tabla XII, se procedió

a describir con +++ los sistemas muy viscosos y ++ para sistemas viscosos.

Tabla XII. Resultados de los estudios de estabilidad en el sistema de cristales líquidos

sin coaltar (CL30) y cristales líquidos con coaltar (CL30CT)

Tiempo Muestra Macroscopía pH Microscopia

0 DÍA

CL30

Sistema homogéneo,

ligeramente opalescente

y viscoso (+++)

7,97 Cruces de

malta

CL30CT

Sistema homogéneo y

viscoso, ligeramente

opalescente (+++)

7,58 Estrías y

cruces de malta

37

15 DÍAS

CL30

Sistema homogéneo y

viscoso, ligeramente

opalescente (+++)

7,41 Cruces de

malta

CL30CT

Sistema homogéneo,


y viscoso (+++)

7,55 Estrías y

cruces de malta

30 DÍAS

CL30

Sistema homogéneo,


y viscoso (+++)

7,53 Cruces de

malta

CL30CT

Sistema homogéneo

transparente y viscoso,

(++)

7,82 Estrías y

cruces de malta

60 DÍAS

CL30

Sistema homogéneo,


y viscoso (+++)

8,07 Cruces de

malta

CL30CT

Sistema homogéneo,

transparente y viscoso

(++)

7,82 Estrías y

cruces de malta

90 DÍAS

CL30

Sistema homogéneo,


y viscoso (++)

7,61 Cruces de

malta

CL30CT

Sistema homogéneo,

transparente y viscoso

(++)

7,62 Estrías y

cruces de malta

38

IV.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de

Cristales Líquidos

En la Figura 15 se muestra la microscopía de luz polarizada (MLP) de los CL30

y CL30CT.

Considerando que la MLP es una técnica que puede ser utilizada para la

identificación preliminar de estructuras cristalinas líquidas liotrópicas, es posible

observar cristales líquidos de fase lamelar (Figura 15 A) y una posible transición

entre lamelar y hexagonal (Figura 15 B), debido a la presencia de cruces de malta

en ambos sistemas y de estrías en CL30CT. Cintra et al desarrollaron sistemas

cristalinos bioadhesivos para el transporte transdérmico del metotrexato, sus

resultados mostraron la formación de cruces de malta y estrías para los sistemas.

Los autores plantean que los sistemas presentan características de fase lamelar y

hexagonal respectivamente (63). Fonseca et al evaluaron la actividad biológica de

curcumina encapsulada en un sistema de liberación prolongada; los autores

observaron la formación de estrías y cruces de malta en el análisis de MLP, los

cuales sugieren, sistemas de fase hexagonal y lamelar respectivamente (64).

La Figura 16 muestra los resultados de microscopia de luz polarizada de la nueva

crema desarrollada.

Figura 15 . Microscopía de luz polarizada para los CL30(A) y CL30CT (B)

B A

39

Figura 16. Microscopía de luz polarizada de la crema a base de coaltar

Es posible observar la formación de cruces de malta y estrías en la nueva crema

de coaltar a base de CL; el resultado presentado demuestra que los componentes

de la crema base no cambiaron la estructura del CL. Li et al evaluaron la retención

cutánea de 3-O-etil-ácido-ascórbico incorporados a cristales líquidos de fase

lamelar. Los resultados mostraron la presencia de cruces de malta en la crema con

el sistema, lo que indica que la crema no cambia la estructura de los cristales

líquidos (41).

IV.5. Calorimetría Diferencial de Barrido

En la Figura 17 muestra los resultados de las curvas DSC de los componentes de

la formulación. Cabe decir que el equipo utilizado genera las curvas con un máximo

hacia abajo como fusión endotérmica y hacia arriba como curvas exotérmicos.

40

Figura 17. Curvas DSC de los Componentes de la Formulación

En la Figura 17 es posible observar una curva ancha para el aceite de chía. De

acuerdo a Tan et al, las curvas de DSC para aceites no son de fácil interpretación,

debido a la complejidad de moléculas. Esto puede generar hombros de picos no

separables de difícil interpretación (65). En este trabajo, el autor también menciona

que debido a la complejidad de los aceites, es posible que exista la formación de

41

polimorfos. Considerando el informado, se sugiere que el aceite chía podría haber

formado algún polimorfo durante el proceso de calentamiento. En el comperland

presentó dos curvas de fusión endotérmicos (A y B) y una curva de cristalización

exotérmica (C). Estos datos están expresados en las Tablas XIII y XIV. Los

resultados sugieren que el tensoactivo posee una estructura cristalina. La estructura

cristalina también es sugerida para el coaltar que presentó una curva de fusión

endotérmica (E) (Tabla XIII), y en la curva de enfriamiento (azul) presentó

cristalización exotérmica (D) (Tabla XIV).

Tabla XIII. Temperaturas de las curvas de calentamiento de fusión y entalpía.

Componentes Fusión Entalpía

A B A B

ACEITE DE CHIA -- --- --- ---

COMPERLAND -23,06 °C 43,87 °C 18,13 Jg-1 8,38 Jg-1

COALTAR -26,41 °C 11,04 Jg-1

CL30 -16,19 °C 70,02 °C 9,05 Jg-1 152,96 Jg-1

CL30CT 68,68 °C 149,05 Jg-1

Tabla XIV. Temperaturas de las curvas de enfriamiento de cristalización y entalpía.

Componentes Cristalización Entalpía

A B A B

ACEITE DE CHIA ---- ---- ---- ----

COMPERLAND -15,25 °C - 4,28 Jg-1

COALTAR -15,73 °C - 2,59 Jg-1

CL30 ---- --- --- ----

CL30CT --- --- --- ---

42

En la Figura 18 se exhiben las curvas DSC de los CL30 y CL30CT en ambas

curvas de calentamiento y enfriamiento.

Figura 18. Curvas DSC de los CL30 y CL30CT

Es posible observar que CL30 y CL30CT presentaron curvas de fusión

endotérmicas (A y B), lo que sugiere la formación de un nuevo material cristalino.

Se observó un cambio de temperatura de 70,02 °C (CL30) para 68,68 °C (CL30CT),

adicionalmente, no se observa curva de fusión del fármaco, lo que se interpreta que

la adición del coaltar llevó a la formación de un nuevo evento endotérmico (C), Estos

factores pueden ser atribuidos a la interacción con la matriz del sistema. Estas

observaciones están de acuerdo con estudios de la literatura; Kolenyak-Santos et

al evaluaron la actividad in vitro del praziquantel incorporados a un sistema de

liberación de fármaco. Los análisis de DSC mostraron la desaparición de la curva

del fármaco; con lo expuesto, los autores sugieren una interacción entre el fármaco

con la matriz del sistema (66).

43

IV.6. Verificación del Método Analítico

IV.6.1 Linealidad

La Figura 19 muestra los resultados obtenidos para la linealidad del método

analítico.

Figura 19. Linealidad de la cuantificación

Los resultados de linealidad se obtuvieron dentro del rango de concentraciones

de 0,04 – 0,1 μg/mL. El coeficiente de correlación (R) fue 0,9941, este valor está de

acuerdo a lo estipulado por la ICH, que determina valores mínimos de 0,99. Con lo

presentado se puede indicar que la curva analítica es lineal para la finalidad

pretendida. Resultados similares fueron encontrados por Raza et al, en el cual

validaron un método espectrofluorimétrico para la cuantificación de coaltar en

formulaciones tópicas. Los resultados mostraron un R de 0,9993; con lo presentado,

los autores indican que el método es lineal para el propósito deseado (57).

IV.6.2. Límite de Detección y Límite de Cuantificación

En la Tabla XV detalla los valores de LOD y LOQ.

y = 1.5937x + 0.0103R = 0.9941

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,14

0,16

0,18

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

AB

SOR

BA

NC

IA

CONCENTRACIÓN µg/mL

44

Tabla XV. Valores de LOD y LOQ

Límite de detección (LOD) y cuantificación (LOQ)

LOD LOQ

0,05 µg/mL 0,15 µg/Ml

Los resultados obtenidos para LOD fue de 0.05 µg/mL y 0.15 µg/mL para LOQ,

éstos parámetros (LOD y LOQ) indican la concentración mínima de un analito que

puede ser detectada y cuantificada respectivamente.

IV.6.3. Precisión

En la Tabla XVI se muestra la desviación estándar y el coeficiente de variación

de la precisión intra día.

Tabla XVI. Valores de Precisión intra día

Determinación de la Precisión (Intra Día)

Concentración

(%)

40

70

90

Absorbancias

Promedio

0,0047

0,0096

0,0135

Desviación

estándar (±)

0,0001

0,0002

0,0003

Coeficiente de

variación (%)

2

2

2

La precisión de un método analítico representa la cercanía de los datos. El valor

de coeficiente de variación está en un rango ≤ 5 %, que es el límite que establece

la USP NF40 e ICH. Sin embargo, la literatura científica considera como valor

aceptable ≤ 2 %; en este sentido se indica que el coeficiente de variación intra día

se encuentra en el rango del criterio de aceptación (58,67).

45

IV.8. Evaluación de la Permeación Cutánea

La Figura 20 muestra los resultados de la evaluación de la permeación cutánea.

Figura 20. Evaluación de la permeación cutánea en piel de cerdo. CLCT: cristal líquido/coaltar; CTC: coaltar/crema; CT: coaltar; CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema.

Se observa en la Figura 20 el perfil de permeación cutánea en el modelo de piel

de cerdo. Los resultados mostraron un perfil ascendente para todos los sistemas

durante todo el tiempo de estudio. Se observa un perfil de liberación lento en las 10

horas. Pasado este período, todos los sistemas presentan una liberación estándar,

los CLCTC presentaron 58 % de fármaco liberado en 24 horas, posiblemente la

dosis restante de 42 % del coaltar aún está encapsulado en los cristales líquidos.

Con los resultados presentados, se sugiere que la liberación CLCTC haya sido

superior debido a la actividad promotora de permeación de los CL y de los

excipientes de la crema.

Dante et al evaluaron la permeación cutánea del celecoxib (CXB) con mezclas

de promotores de permeación en cristales líquidos. Para este estudio se generaron

sistemas con monooleato de glicerilo combinado con diferentes promotores de

permeación (ácido oleico (OA) y propilenglicol (PG) a 5 y 10 %). Los resultados

mostraron que OA presentó una baja concentración de CXB permeada a través de

CO

NC

ENTR

AC

IÓN

EN

PO

RC

ENTA

JES

TIEMPO (HORAS)

CLCT

CTC

CT

CLCTC

46

la piel, aunque este valor aumentó cuando el OA fue mezclado con PG. Los autores

plantean que los promotores pueden modificar la estructura interna de diferentes

mesofases y como consecuencia aumentar la permeación del fármaco (68).

IV.8.1 Retención Cutánea in vitro

La Figura 21 muestra los resultados del estudio de retención cutánea en piel de

cerdo.

Figura 21. Estudio de retención cutánea en piel de cerdo

Una mayor concentración de coaltar fue incorporado en la crema a base de

cristales líquidos (CLCTC) que estuvo retenido entre epidermis y dermis (Figura

21). Es posible que el tamaño reducido de partículas de los cristales líquidos y la

adición de promotores de permeación presentes en la formulación favoreció la

penetración del coaltar en las diferentes capas de la piel. Esto puede justificar el

mayor porcentaje del fármaco permeado hacia la sangre.

Li et al evaluaron la permeación y retención cutánea de ácido 3-O-etil-ascórbico

y 4-metoxisalicilato incorporados a una crema a base de cristales líquidos. Los

autores observaron que la crema de cristales líquidos aumentó la retención cutánea

del fármaco in vitro en comparación con la crema convencional. Con los resultados

obtenidos, los autores sugieren que los cristales líquidos son sistemas

prometedores como vehículos transportadores de fármacos (41).

24

55

18

6766

53 51

90

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CT CTC CLCT CLCTC

CO

NC

ENTR

AC

IÓN

(%

)

PREPARACIONES DE DISTINTOS SISTEMAS

Estrato Córneo

Epidermis-Dermis

47

Un dato importante planteado por Li et al es que los cristales líquidos de fase

lamelar pueden favorecer la permeación y retención cutánea de fármacos (41). Las

bicapas de la fase lamelar están compuestas por moléculas anfifílicas planas

paralelas que son separadas por moléculas de agua; en este sentido, poseen una

estructura similar a las membranas celulares. Esta explicación se aplicaría a los

resultados obtenidos en el estudio permeación y retención cutánea del coaltar

incorporado a los cristales líquidos, ya que éstos poseen una estructura lamelar.

48

CONCLUSIONES

En la construcción del diagrama de fases fue posible lograr la formación de los

sistemas de cristales líquidos utilizando diferentes combinaciones de tensoactivo,

agua y aceite.

Los CL30 Y CL30CT mantuvieron la estructura de cristales lamelares y

hexagonales con cambios de pH menores durante el estudio de estabilidad.

Se realizó la caracterización fisicoquímica de los cristales líquidos mediante la

microscopia de luz polarizada, estableciendo la presencia de cruces de malta y

estrías característica de los cristales líquidos; y la calorimetría diferencial de barrido,

que indica la formación de materiales cristalinos.

Se realizó la verificación de un método analítico rápido para cuantificar la cantidad

de coaltar incorporada en la crema usando la espectrofotometría ultravioleta visible

(UV-Vis), donde se obtuvo que el método era lineal, preciso para detectar y

cuantificar el coaltar según las normas de referencia ICH Y USP NF 40.

Los resultados del estudio de permeación y retención cutánea indican que ambas

variables están aumentadas en las preparaciones CLCTC. Las formulaciones

obtenidas pueden ser desarrolladas para uso tópico en lesiones psoriásicas.

49

RECOMENDACIONES

Realizar estudios de estabilidad de la crema por más tiempo para corroborar si

se mantiene la estructura cristalina.

Valorar la toxicidad de la crema para evitar posibles irritaciones cutáneas.

Evaluar la permeación y retención cutánea por un mayor tiempo.

Realizar estudios de DSC que permitan corroborar la estructura cristalina o no

del aceite de chía.

50

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Greb J, Goldminz A, Elder J, Lebwohl M,

Gladman D, Wu J, Mehta N, Finlay A, Gottlieb A. Psoriasis. Nature Reviews

Disease Primers. 2016; 2 :1-17.

2. Boehncke W, Schön M. Psoriasis. Lancet. 2015; 386: 983-94.

3. Higgins E, Psoriasis. Medicina. 2017; 1-11.

4. Paghdal K, Schwartz R. Topical tar: Back to the future Dermatology New

Jersey Medical School. 2009; 294-302

5. Torsekar R, Gautam MM. Topical therapies in psoriasis. Indian Dermatology

online Journal. 2017; 8: 235-245.

6. Ribeiro de Souza AL, Andreani T, Nunes de Oliveira R, Kiill CP, Kolenyak -

Dos Santos F, Allegretti SM, Chaud MV, Souto EB, Silva AM, Gremião MP.

Nanostructured Lipid Carriers as a Strategy to Improve the In

Vitro Schistosomiasis Activity of Praziquantel. International Journal of

Pharmaceutics. 2014; 463 (1): 31- 37

7. Abdel-Salam FS, Mahmoud AA, Ammar HO, Elkheshen SA.

Nanostructured lipid carriers as semisolid topical delivery formulations for

diflucortolone valerate. Journal of Liposome Research. 2017; 27 (1):41-55.

8. Garcês A, Amaral MH, Sousa Lobo JM, Silva AC. Formulations based on

solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) for

cutaneous use: A review. European Journal of Pharmaceutical Sciences.

2018; 112; 159–167.

9. Boyce ST, Warden GD, Principles and practices for treatment of cutaneous

wounds with cultured skin substitutes. American Journal of Surgery. 2002;

183(4): 445-56.

10. Naves LB, Dhand C, Almeida L, Rajamani L, Ramakrishna S. In vitro skin

models and tissue engineering protocols for skin graft applications. Essays in

Biochemistry. 2016; 60(4): 357-369

11. Gonzales KA, Fuchs E. Skin and Its Regenerative Powers: An Alliance

between Stem Cells and Their Niche. Developmental Cell, 2017; 43(4): 387–

401.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Torsekar%20R%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=28761838

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Gautam%20MM%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=28761838

51

12. Pullar JM, Carr AC, Vissers MC. The Roles of Vitamin C in Skin Health.

Nutrients. 2017; 9(8).

13. Losquadro, WD. Anatomy of the Skin and the Pathogenesis of Nonmelanoma

Skin Cancer. Facial Plastic Surgery Clinics of North América. 2017; 25(3):

283–289.

14. Navarrete G. Histología de la Piel. Revista de la facultad de medicina UNAM.

2003; 46(4): 130-133.

15. Pang Y, Geng J, Qin, Y, Wang H, Fan R, Zhang Y, Li H, Jiang S, Dong C.

Endothelin-1 increases melanin synthesis in an established sheep skin

melanocyte culture. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Animal.

2016; 52(7): 749–756.

16. Botting RA, Rana H, Bertram KM, Rhodes JW, Baharlou H, Nasr N,

Cunningham AL, Harman AN. Langerhans cells and sexual transmission of

HIV and HSV. Reviews in Medical Virology, 2017; 27(2): 1-10.

17. Kashem SW, Haniffa M, Kaplan DH. Antigen-Presenting Cells in the Skin.

Annual Review of Immunology, 2017; 35(1): 469–499.

18. Korosec A, Frech, S, Gesslbauer B, Vierhapper M, Radtke C, Petzelbauer P,

Lichtenberger BM. Lineage identity and location within the dermis determine

the function of papillary and reticular fibroblasts in human skin. Journal of

Investigative Dermatology. 2018;1-10

19. Ventre M, Mollica F, Netti PA. The effect of composition and microstructure

on the viscoelastic properties of dermis. Journal of Biomechanics, 2009;

42(4), 430–435.

20. Piotrowska, A., Wierzbicka, J., & Żmijewski, M. A. Vitamin D in the skin

physiology and pathology. Acta Biochimica Polonica. 2016; 63(1), 17- 29.

21. Relvas M, Torres T. Pediatric Psoriasis. Am J Clin Dermatol. 2017;18(6):797-

811.

22. Huang TH, Lin CF, Alalaiwe A, Yang SC, Fang JY. Apoptotic or

Antiproliferative Activity of Natural Products against Keratinocytes for the

Treatment of Psoriasis. Int J Mol Sci. 2019;20(10)

52

23. Raychaudhuri SK, Maverakis E, Raychaudhuri SP. Diagnosis

and classification of psoriasis. Autoimmun Rev. 2014;13(4-5):490-5.

24. Croney S. Management of patients with psoriasis. Br J Nurs. 2017;26(5):260-

262.

25. Fortina AB, Bardazzi F, Berti S, Carnevale C, Di Lernia V, El Hachem M, Neri

I, Gelmetti CM, Lora V, Mazzatenta C, Milioto M, Moretta G, Patrizi A, Peris

K, Villani A. Treatment of severe psoriasis in children: recommendations of

an Italian expert group. Eur J Pediatr. 2017;176(10):1339-1354.

26. Weisenseel P, Reich K. [Inverse psoriasis]. Hautarzt. 2015; 66 (6): 408-12.

27. Rousset L, Halioua B. Stress and psoriasis. Int J Dermatol. 2018;57(10):1165-

1172.

28. Kim WB, Jerome D, Yeung J. Diagnosis and management of psoriasis. Can

Fam Physician. 2017; 63(4):278-285.

29. Tangtatco JAA, Lara-Corrales I. Update in the management of pediatric

psoriasis. Curr Opin Pediatr. 2017;29(4):434-442

30. Menter A. Psoriasis and Psoriatic Arthritis Treatment. Estoy J Manag Care.

2016; 22: S225-S237.

31. Philipp S, G, Sabat R. Systemic treatments for psoriasis and psoriatic arthritis.

Hautarzt. 2016;67(6):464-71.

32. Sekhon, S, Jeon C, Nakamura M, Afifi L, Yan D, Wu J, Liao W, Bhutani T.

Review of the mechanism of action of coal tar in psoriasis. Journal of

Dermatological Treatment, 2017; 29(3): 230–232.

33. Flores C, Labrador N, Sehtman A, Allevato M. Coaltar. Act Terap Dermatol

2007; 30: 184.

34. Van de Kerkhof PC. An update on topical therapies for mild-

moderate psoriasis. Dermatol Clin. 2015 Jan;33(1):73-7.

35. Alomar A, Alegre M, Baselga E, Soler J, Vilaltella I, Tarré M. Tratamiento de

la psoriasis y la dermatitis seborreica con coaltar (0,066%) en liposomas.

Piel.2004;19(8):405-468.

53

36. Roelofzen JH, Aben KK, van der Valk PG, van Houtum JL, van de Kerkhof

PC, Kiemeney LA. Coal tar in dermatology. J Dermatolog

Treat. 2007;18(6):329-34.

37. Nixdorff K, Borisova T, Komisarenko S, Dando M. Dual-use nano-

neurotechnology: An assessment of the implications of trends in science and

technology. Politics and the Life Sciences. 2018; 37(2): 180-202.

38. Chiva F, Chorilli M, Daflon M. Plataformas Bio (Muco) Adesivas Poliméricas

Baseadas em Nanotecnologia para Liberação Controlada de Fármacos -

Propriedades, Metodologias e Aplicações. Polímeros: Ciência e Tecnologia.

2014; 24(2): 203-213.

39. Rajabalaya R, Musa MN, Kifli N, David SR. Oral and transdermal drug

delivery systems: role of lipid-based lyotropic liquid crystals. Drug Design,

Development and Therapy, 2017Volume11, 393–406.

40. Koynova R, Tecnchoy B. Recent Patents on Nonlamellar Liquid Crystalline

Lipid Phases in Drug Delivery. Bentham Science Publishers.2013; 7(3):165-

73.

41. Li Y, Dong C, Cun D, Liu J, Xiang R, Fang L. Lamellar Liquid Crystal Improves

the Skin Retention of 3-O-Ethyl-Ascorbic Acid and Potassium 4-

Methoxysalicylate In Vitro and In Vivo for Topical Preparation. AAPS

PharmSciTech. 2015; 17(3): 767–777.

42. Terescenco, D, Picard C, Clemenceau, F, Grisel M, Savary G. Influence of

the emollient structure on the properties of cosmetic emulsion containing

lamellar liquid crystals. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and

Engineering Aspects, 2018;536: 10–19.

43. Azmi DM, Wibroe PP, Wu LP, Kazem A, Amenitsch H, Moghimi SM, Yaghmur

A.. A structurally diverse library of safe-by-design citrem-phospholipid

lamellar and non-lamellar liquid crystalline nano-assemblies. Journal of

Controlled Release, 2016; 239: 1–9.

44. Van L, Gras SL, Conn CE, Drummond CJ. Lyotropic liquid crystal engineering

moving beyond binary compositional space – ordered nanostructured

https://www.ingentaconnect.com/content/ben;jsessionid=2bprnn7fas395.x-ic-live-03

54

amphiphile self-assembly materials by design. Chemical Society Reviews.

2017; 46(10): 2705–2731.

45. Pasquali RC, Bregni C, Serrao R. Características e identificación de los

cristales líquidos liotrópicos. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas.

2006; 37(2): 38-53.

46. Chountoulesi M, Pippa N, Pispas S, Chrysina ED, Forys A, Trzebicka B,

Demetzos C. Cubic lyotropic liquid crystals as drug delivery carriers:

Physicochemical and morphological studies. International Journal.2018.

47. Sengupta, P, Chatterjee B. Potential and future scope of nanoemulgel

formulation for topical delivery of lipophilic drugs. International Journal of

Pharmaceutics. 2017; 526(1-2): 353–365.

48. Carlos T, Barreda Q, Gazga C, Juárez JJ, Faustino A, Noguez NA, Macín SA,

Melo V, Ruíz E. Cristales Líquidos Liotrópicos. Nanoestructuras

Biomiméticas para Uso Tópico Medicinal. Mundo nano. 2017; 10(19): 7–25.

49. Tsakovska I, Pajeva I, Al M, Alov P, Fioravanzo E, Kovarich S, Worth A,

Richarz A, Yang C, Mostrag A, Cronin M. Quantitative structure-skin

permeability relationships. Toxicology. 2017; 387: 27–42.

50. Shukla, T., Upmanyu, N., Agrawal, M., Saraf, S., Saraf, S., & Alexander, A.

(2018). Biomedical applications of microemulsion through dermal and

transdermal route. Biomedicine & Pharmacotherapy, 108, 1477–1494.

51. Li N, Li D, Zhang W, Chang K, Dang F, Du Y, Sifert HJ. Desarrollo y

aplicación de diagramas de fase para baterías de ión de litio utilizando el

enfoque CALPHAD. Progress in Natural Science: Materials International.

2019; 1-12

52. Calixto G. Victorelli FD, Dovigo LN, Chorilli M. Polyethyleneimine and

Chitosan Polymer-Based Mucoadhesive Liquid Crystalline Systems Intended

for Buccal Drug Delivery. AAPS PharmSciTech, 2017; 19(2), 820–836.

53. Novelo AM, Fadrique JG. Trayectorias en Diagramas de Fases Ternarios.

Educación Química. 2010; 21(4):300-305

55

54. Uzunova G, Nikolova Kr, Perifanova M, Gentscheva G. Marudova M, Antova

G. Physicochemical characterization of chia (Salvia hispanica) seed oil from

Argentina. Bulgarian Chemical Communications. 2016; 48: 131 -135

55. Drzeżdżon J, Jacewicz D, Sielicka A, Chmurzyński L. Characterization of

polymers based on differential scanning calorimetry based techniques. TrAC

Trends in Analytical Chemistry. 2018

56. Tan AW, Torkelson JM. Poly (methyl methacrylate) nanotubes in AAO

templates: Designing nanotube thickness and characterizing the T g -

confinement effect by DSC. Polymer, 2016; 82: 327–336

57. Raza K, Thakur S, Singal P, Wadhwa S, Prakash O. Development and

Validation of a Rapid Spectrofluorimetric Method for Quantification of Coal

Tar in Topical Formulations . Journal of Advanced Scientific Research.

2012;3(3): 37-39.

58. ICH, Q. (2005). Validation of analytical procedures text and methodology

Q2(R1). 2-8.

59. Cardoso – Marquez A, Gadelha de Oliveira E, Coradini K, Bruinsmann FA,

Aguirre T, Lorenzoni R, Silva - Barcelos RC, Roversi K, Rubert – Rossato D,

Raffin - Pohlmann A, Stanisçuaski – Guterres S, Escobar - Bürger M, Ruver

- Beck RC. Chitosan hydrogels containing nanoencapsulated phenytoin for

cutaneous use: Skin permeation/penetration and efficacy in wound healing.

Materials Science & Engineering C. 2018; 96: 205-217.

60. Chu J,Ling – Cheng Y, Rao VA, Nouraei M, Zarate-Muñoz S, Acosta EJ.

Lecithin-linker formulations for self-emulsifying delivery of nutraceuticals.

International Journal of Pharmaceutics. 2014; 471 (1-2): 92-102.

61. Junqueira – Garcia MT, Gonçalves TP, Félix – Martins ES, Silva - Martins T,

Carvalho M, Regazi – Minarini PR, Fernandez SC, Cassone - Salata G,

Lopes LB. Improvement of cutaneous delivery of methylene blue by liquid

crystals. International Journal of Pharmaceutics. 2018; 548 (1): 454-465.

62. Wan J, Sheng-mei W, Zhi-ping G, Zhuan-zhuan Y, Qian-qian S, Xiao-qin C,

Shuang-ying G, Yang Y. Phytantriol-based lyotropic liquid crystal as a

56

transdermal delivery system. European Journal of Pharmaceutical Sciences.

2018; 125:93-101.

63. Cintra G, Pinto LA,Calixto GM, Soares CP, Von Zuben E, Scarpa MV, Daflon-

Gremião MP & Chorilli M. Bioadhesive Surfactant Systems for Methotrexate

Skin Delivery. Molecules. 2016; 18:21(2).

64. Fonseca-Santos B, Martins - Dos Santos A, Rodero CF, Daflon Gremião MP,

Chorilli M. Design, characterization, and biological evaluation of curcumin-

loaded surfactant-based systems for topical drug delivery. International

Journal of Nanomedicine. 2016;11: 4553–4562

65. Tan CP, Che YB. Differential scanning calorimetric analysis of edible oils:

Comparison of thermal properties and chemical composition. Journal of

the American Oil Chemists' Society. 2012; 2: 143-156

66. Kolenyak-Santos F, Garnero C, Rosimeire N, R. de Souza A, Chorilli M,

Allegretti S, Longhi M, Chaud M, Gremião M. Nanostructured Lipid Carriers

as a Strategy to Improve the In Vitro Schistosomiasis Activity of Praziquantel.

Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014; 14: 1-12

67. USP 40/NF 35, United States Pharmacopeia. 40 th ed., National Formulary.

35 th ed. Rockville. 2017.

68. Dante M, Borgheti-Cardoso LN, Carvalho M, Garcia-Praça FS, Garcia

Medina WS, Riemma Pierre MB, Guimaraes-Lara M. Liquid Crystalline

Systems Based on Glyceryl Monooleate and Penetration Enhancers for Skin

Delivery of Celecoxib: Characterization, In Vitro Drug Release, and In Vivo

Studies. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2018; 13 (6): 612-632.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=%3A10.3390%2Fmolecules21020231

57

GLOSARIO

Mesofases:

En física, una mesofase es un estado de materia intermedio entre líquido y sólido.

Supramolecular:

Es una estructura determinada por un complejo de moléculas unidas por un

enlace que no es covalente.

Homeostasis:

Conjunto de fenómenos de autorregulación, conducentes al mantenimiento de

una relativa constancia en la composición y las propiedades del medio interno de

un organismo.

Queratohialina

Gránulo de queratohialina. Gránulo basófilo, de forma irregular, que se presenta

en el citoplasma de los queratinocitos y que aparece en el estrato granuloso de la

piel.

Desmosoma

Son estructuras celulares que mantienen adheridas a células vecinas.

Estructuralmente dicha unión está mediada por cadherinas (desmogleína y

desmocolina), a sus filamentos intermedios (queratina).

Intertriginosa

Es un término médico que se utiliza para definir un área en dos áreas de la piel

que pueden tocar o frotar juntos.

Cornificada

Perteneciente o relativo a la transformación en tejido córneo.

58

Transición vítrea

Es la temperatura a la que se da una pseudotransición termodinámica en

materiales vítreos, por lo que se encuentra en vidrios, polímeros y otros materiales

inorgánicos amorfos.

Difusión

La difusión es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se

introducen en un medio en el que inicialmente estaba ausente, aumentando la

entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el

medio donde se difunden o disuelven.

59

ANEXOS

Anexo A. Construcción del diagrama de fases ternario.

Anexo B. CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema; CLCT: cristal líquido/coaltar; CTC: coaltar/crema

60

Anexo C. Nueva crema de coaltar a base de cristales líquidos

Anexo D. Sistema cristalino con la encapsulación del coaltar

Anexo E. Tejido cutáneo utilizado para la evaluación de permeación y retención cutánea

universidad de guayaquil facultad de ciencias...

Documents