Liberación controlada de fármacos

La necesidad generada por el desarrollo de drogas que no pueden ser administradas por las vías tradicionales, intramuscular, subcutánea o endovenosa y la frecuente conveniencia de suministrar un fármaco de manera localizada y controlada en el lugar donde debe ejercer su acción, han promovido un área de investigación y desarrollo de biomateriales dentro del campo de la farmacia.

La utilización de materiales poliméricos como soportes de fármacos para regular y dosificar su liberación en aplicaciones específicas es una perspectiva que ha adquirido gran interés. El objetivo principal de la liberación controlada es simple: conseguir la cantidad correcta del agente activo, en el momento adecuado y en el lugar preciso.

En un sistema de liberación controlada, el agente bioactivo es incorporado a un soporte que generalmente es un material polimérico o una combinación de varios. La velocidad de liberación de la sustancia activa desde dicho sistema al medio que la rodea, viene determinada por las propiedades del propio polímero y, en menor medida, depende de los factores ambientales, como pueden ser el pH , la temperatura y los fluidos del organismo  Por ello, los sistemas de liberación controlada deben ser capaces de permitir la administración de sustancias bioactivas de una forma lenta y continua durante períodos dilatados de tiempo.

Los materiales poliméricos permiten liberar de forma controlada fármacos de bajo peso molecular y permiten una gran variedad de rutas de administración (oral, parenteral, transdermal, nasal, ocular, etc.). En casos en los que la actividad de los fármacos convencionales se pierde o se ve disminuida en el medio corporal, la combinación con macromoléculas puede mejorar la eficacia de estos fármacos, aliviando la respuesta inmunológica del paciente y reduciendo la inactivación biológica del agente terapéutico.

Las principales ventajas de los sistemas poliméricos de liberación controlada, considerados desde el punto de vista farmacológico son:

1. Los niveles de fármaco en plasma se mantienen de forma continua en el intervalo terapéutico deseado, pudiendo también ampliarse este período en el cuál la terapia es efectiva para disminuir así el número de dosis,
2. Los efectos no deseables, derivados de un metabolismo rápido o de una dosis excesiva, pueden reducirse e incluso eliminarse mediante una administración local a partir de un sistema polímero/fármaco,
3. Los fármacos que presentan "in vivo" unos tiempos pequeños de vida media pueden protegerse a la degradación. También pueden protegerse los tejidos corporales sensibles a determinados medicamentos, haciendo a la administración del fármaco menos invasiva, y
4. El aprovechamiento del fármaco es más eficaz y, por tanto, con un coste inferior. Se puede disminuir la dosis necesaria cuando se trata de un agente activo de alto precio.
5. En general, y desde el punto de vista ideal, los polímeros deben estar libres de aditivos, impurezas, estabilizadores, residuos de catalizador o emulsionantes. Generalmente, son sintetizados por procesos de polimerización que conducen a elevadas conversiones, son químicamente inertes y esto hace que su uso en Medicina sea posible. Pero este comportamiento inerte es relativo, porque la mayoría de los polímeros están contaminados con sustancias de bajo peso molecular, por ejemplo monómero residual, catalizadores, etc., que se difunden desde el polímero y reaccionan químicamente con las moléculas biológicas.

METODOS GENERALES EMPLEADOS EN LA LIBERACIÓN DE MEDICAMENTOS

1. Infusión líquida. Los sistemas básicos de goteo intravenoso se han mejorado enormemente en las tres últimas décadas. Los diseños más recientes se basan en bombas electromecánicas miniaturizadas colocadas en el paciente, cuyo peso oscila entre 100 y 400 gramos. También se han desarrollado bombas implantables de presión de vapor que requieren implantación quirúrgica.

2. Sistemas eléctricos. La estimulación electroquímica pulsátil para los estudios de liberación controlada de medicamentos presenta muchas aplicaciones potenciales. Entre ellas destacan la resistencia al transporte de iones a través de membranas de polipirrol controlada eléctricamente, y encogimiento de geles polielectrolitos bajo corriente eléctrica, resultando en un efecto de expulsión hacia el exterior de la solución de fármaco embebida.

 La ventaja de emplear un electrodo de polímero electroactivo se basa en que las drogas iónicas pueden ser cargadas y liberadas electroquímicamente del soporte de polímero sólido de forma controlada. El cambio en la carga de la red de polímero redox durante la reacción que se produce, en respuesta a la señal eléctrica, permite al polímero atraer y expulsar los iones. De este modo se pueden unir fármacos aniónicos en polímeros catiónicos o fármacos catiónicos en materiales compuestos poliméricos.

3. Difusión. Cuando un gas, fluido o sólido está formado por dos o más componentes en diferentes concentraciones, estos siempre se desplazan en la dirección que equilibra las concentraciones (ley de Fick). Este principio difusional da sentido a la liberación controlada de fármacos.

4. Ósmosis. La liberación de medicamentos por difusión a través de una barrera que controla la velocidad del proceso no resulta apropiada cuando se emplean dosis elevadas o fármacos muy solubles en agua. En este último caso se han desarrollado sistemas de administración oral controlados osmóticamente.

5. Liberación desde liposomas. Los liposomas son estructuras de bicapa lípida formados principalmente por fosfolípidos, aunque también pueden estar involucradas otras biomoléculas. Tanto los medicamentos polares como los no polares, enzimas u otras sustancias pueden ser disueltos en el compartimiento acuoso central de los liposomas desde donde pueden difundir hacia la circulación o hacia los tejidos. Los liposomas presentan características muy similares a las matrices poliméricas, y además son capaces de entrecruzar las membranas celulares y prolongar el tiempo de vida medio en plasma de los fármacos con tiempos de vida media cortos. Debido a las propiedades difusionales de los liposomas, la cantidad de fármaco administrada puede ser reducida considerablemente y su limitada toxicidad. Además, los liposomas pueden ser unidos covalentemente a otras moléculas como anticuerpos o radioisótopos.

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