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Liposomas de PC-PEG-TRAVAPROST para el tratamiento sostenido de la presión intraocular en la enfermedad de glaucoma Tesis que como requisito para obtener el grado de MAESTRO EN CIENCIA DE MATERIALES Presenta: Q.B. Alejandra López Millán Hermosillo, Sonora. CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES AVANZADOS, S. C. POSGRADO

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Liposomas de PC-PEG-TRAVAPROST para el

tratamiento sostenido de la presión intraocular en

la enfermedad de glaucoma

Tesis que como requisito para obtener el grado

de

MAESTRO EN CIENCIA DE MATERIALES

Presenta:

Q.B. Alejandra López Millán

Hermosillo, Sonora.

CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES

AVANZADOS, S. C.

POSGRADO

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Forma de aprobación

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Agradecimientos

Al Dr. Juan Antonio Noriega, por su apoyo durante los estudios de encapsulación

de fármacos. Gracias por sus enseñanzas.

Al Dr. Ramón Acuña y la Dra. Judith Tanori por su apoyo durante los estudios de

microscopía electrónica de transmisión.

A los miembros del comité y directores de tesis: Dr. Ricardo López Esparza, Dra.

María Antonia Luna, Dr. Armando Zaragoza y Dra. Claudia Berlanga por el tiempo

dedicado para la revisión de este trabajo.

A los profesores del posgrado. Al Dr. Jesús Jiménez Román y al Dr. Ricardo

López Esparza por creer en mí y por el apoyo recibido para la terminación de esta

tesis. Mi más sincero agradecimiento.

Finalmente quiero agradecer a todas aquellas personas que de una u otra manera

me ayudaron durante mis estudios en el posgrado y durante la elaboración de esta

tesis. A todos gracias.

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Dedicatoria

Este trabajo está dedicado a mi familia, a mi mamá por su paciencia y amor

durante toda mi vida.

A mi hermano.

A mi esposo por su amistad, paciencia y apoyo.

A mi hijo, que es mi luz para seguir adelante.

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Contenido

Agradecimientos  ....................................................................................................................  ii  

Dedicatoria  ...........................................................................................................................  iii  

Índice  de  tablas  ....................................................................................................................  vii  

Índice  de  Figuras  .................................................................................................................  viii  

RESÚMEN  ..............................................................................................................................  x  

SUMARY  ...............................................................................................................................  xii  

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

OBJETIVO  GENERAL  ...............................................................................................................  8  

OBJETIVOS  ESPECÍFICOS  ....................................................................................................  8  

CAPÍTULO  I  ...........................................................................................................................  10  

ANTECEDENTES  ................................................................................................................  10  

I.1  GLAUCOMA  .............................................................................................................  10  

I.1.2  Tratamientos  del  glaucoma  ..................................................................................  13  

I.2  Nanotecnología  aplicada  en  Oftalmología  ..............................................................  15  

I.2.1  Liposomas  en  enfermedades  oculares  .................................................................  16  

I.2.1.1  Liposomas  .........................................................................................................  19  

I.3  Clasificación  de  los  liposomas.  ................................................................................  28  

I.4  Liposomas  como  sistemas  de  liberación  controlada  de  fármacos.  .........................  31  

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I.5  Métodos  de  preparación  de  liposomas  ...................................................................  35  

CAPÍTULO  II  ..........................................................................................................................  40  

MATERIALES  Y  MÉTODOS  ................................................................................................  40  

II.1  Materiales  ..............................................................................................................  40  

II.1.1  Moléculas  y  Materiales  utilizados  .......................................................................  40  

II.2  Preparación  de  los  liposomas  .................................................................................  43  

II.3  Técnicas  experimentales  ........................................................................................  44  

II.3.3  Potencial  Zeta  ......................................................................................................  49  

II.3.4  Microscopía  Electrónica  de  Transmisión  (TEM).  .................................................  51  

II.3.4.1  Tinción  negativa  ...............................................................................................  54  

II.3.5  CROMATOGRAFÍA  LÍQUIDA  DE  ALTA  RESOLUCIÓN  .............................................  56  

.  ....................................................................................................................................  56  

CAPITULO  III  .........................................................................................................................  60  

RESULTADOS  Y  DISCUSIÓN  ..............................................................................................  60  

III.1  Microscopía  diferencial  de  contraste  de  interferencia  (DIC)  ................................  61  

III.3  Potencial  Zeta  ........................................................................................................  69  

III.4  Estabilidad  de  los  liposomas  .................................................................................  74  

III.5  Eficiencia  de  encapsulación  del  fármaco  en  los  liposomas  ...................................  76  

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III.6  Microscopía  Electrónica  de  Transmisión  por  Tinción  Negativa.  ............................  79  

CAPÍTULO  IV  ........................................................................................................................  84  

CONCLUSIONES  ................................................................................................................  84  

BIBLIOGRAFIA  ......................................................................................................................  86  

 

 

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Índice de tablas

Tabla1. Fármacos: Propiedades no ideales y sus implicaciones terapéuticas ……………....... 2

Tabla 2. Nanosistemas frecuentemente utilizados en biología y medicina ……………………..4

Tabla 3. Medicamentos utilizados para disminuir la presión intraocular (IOP)….........................14

Tabla 4. Grupos salientes más comunes en la naturaleza, con los nombres de los fosfolípidos

correspondientes............................………………………………………………………….. 23

Tabla 5. Composición en ácidos grasos de la fosfatidilcolina de soya (SPC) y de huevo

(EPC)………..……………………………………………………………………………...24

Tabla 6. Clasificación de liposomas según su estructura…………….……………………...28

Tabla 7. Tamaño, potencial zeta de liposomas de PC rehidratados con solución buffer PBS

0.001M a diferente concentración de PC luego de extrusión………………………….……….69

Tabla 8. Evaluación de tamaño y potencial zeta de liposomas-PEG a diferentes concentración %

de PEG luego de extrusión………………………..…………………………….…………...70

Tabla 9. Diámetro de liposomas (PC-PEG-Travoprost) en función del tiempo de almacenaje a

4°C durante 4 semanas…………………………………………………………………………………….75

Tabla 10. Evaluación de Tamaño, potencial zeta, y eficiencia de unión del fármaco.………...78

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Índice de Figuras

Figura 1.1 Estructuras formadas a partir de fosfolípidos…………………………………...18

Figura 1.2. Estructura química de la fosfatidilcolina…………………………………………………22

Figura 1.3. Liposoma pegilado……………………………………………………………………………32

Figura 1.4 Preparación de soluciones de liposomas………………………………………38

Figura 2.1 Molécula de fosfatidilcolina…………………………………………………….41

Figura 2.2 Estructura de polietilenglicol…………………………………………………...42

Figura 2.3 Estructura química del fármaco (Travoprost) utilizado…………………………………43

Figura 2.4. Componentes ópticos para Microscopía de Contraste de Interferencia Diferencial

(DIC)………………………………………………………………………………………………………….46

Figura 2.5 Representación esquemática de la técnica de Dispersión Dinámica de la Luz…….47

Figura 2.6. Esquema representativo de la técnica de DLS………………………………… 48

Figura 2.7 Dibujo para interpretar el concepto de Potencial zeta…………………………... 50

Figura 2.8 Microscopio Electrónico de Transmisión (JEOL 2010T) utilizado en este trabajo.….53

Figura 2.9 Diagrama esquemático de un cromatógrafo de líquidos de alta resolución……..…57

Figura 2.10 Representación de la separación de dos componentes A y B……………………….57

Figura 3.1 Extrusión de una muestra con liposomas a través de membranas porosas…………61

Figura 3.2 Liposomas de fosfatidilcolina en ausencia de PEG y/o Travoprost…………….....62

Figura 3.3 Liposomas de PC (10 mM) con PEG2000 (0.5 mM)……………………………...64

Figura 3.4 Imagen obtenida por DIC para liposomas de fosfatidilcolina - PEG-Travoprost

(0.04mg/ml)………………………………………………………………………………………………….65

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Figura 3.5 Imagen obtenida por DIC para liposomas de fosfatidilcolina - PEG-Travoprost

(0.1mg/ml)……………………………………………………………………………………………………66

Figura 3.6 Imagen obtenida por DIC para liposomas de fosfatidilcolina - PEG-Travoprost

(0.18mg/ml)………………………………………………………………………………………………….67

Figura 3.7 Función de correlación obtenida para liposomas de PC Travoprost para la relación

molar 0.04 a una temperatura de 25°C………………………………………………………..68

Figura 3.8 Concentración del fármaco unido a liposoma. Concentración en µg/ml……………72

Figura 3.9 Distribución de tamaños obtenidos por DLS para liposomas de PC-PEG-Travoprost

para las relaciones molares de 0.04, 0.1 y 0.18 µg/ml…………………………………………73

Figura 3.10 Potencial zeta de liposomas de PC-PEG-Travoprost para las relaciones molares de

0.04, 0.1 y 0.18 µg/ml………………………………………………………………………..76

Figura 3.11 Diámetro de liposomas (PC-PEG-Travoprost) en función del tiempo de almacenaje a

4°C durante 4 semanas………………………………………………………………………77

Figura 3.12 Liposomas de PC-PEG-Travoprost. Análisis por TEM por tinción negativa……...80

Figura 3.13 Liposomas de PC-PEG-Travoprost. Análisis por TEM por tinción negativa………..81

Figura 3.14 Liposomas de PC-PEG-Travoprost. Análisis por TEM por tinción negativa……...82

 

 

 

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RESUMEN

La medicación tópica continúa siendo la primera línea de tratamiento para

glaucoma, sin embargo, la liberación sostenida de fármacos por vía tópica es difícil

de lograr. La mayoría de los fármacos tienen pobre penetración de la córnea y son

degradados rápidamente. En cambio, la administración de fármacos de manera

sostenida mediante el uso de estructuras como liposomas, puede proveer al

paciente una dosis óptima de fármaco, con una mínima toxicidad local y evitar

inconvenientes como alergias debidas a la administración diaria del fármaco.

Este proyecto de tesis se centró en la obtención de liposomas de fosfatidilcolina

(PC) con polietilenglicol (PEG) y Travoprost (fármaco) por la técnica de

rehidratación seguida de extrusión. Para lo cual se evaluaron tres relaciones

molares (fármaco/fosfolípido) de 0.04, 0.1 y 0.18 en la obtención de los

liposomas. Así mismo re realizó las caracterización de los liposomas pegilados

(morfología, tamaño, carga de superficie, estabilidad y eficiencia de encapsulación

del fármaco) mediante el usos de las técnicas experimentales como Microscopía

Óptica de Contraste de Interferencia Diferencial (DIC), Microscopía Electrónica de

Transmisión (TEM) con tinción negativa, Dispersión Dinámica de la Luz (DLS),

velocimetría Doppler (potencial Z) y Cromatografía líquida de alta resolución

(HPLC).

En base a los resultados se notó que la técnica de obtención de los

liposomas (rehidratación–extrusión) permite controlar el tamaño de éstos. También

se observó que la incorporación de PEG (peso molecular de 2000 g/mol) estabiliza

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el sistema liposoma-Travoprost, permitiendo que su tamaño y forma permanezcan

sin cambios significativos durante un periodo de 4 semanas. Así mismo se logró

un porcentaje promedio de incorporación del fármaco (Travoprost) del 90% (en

base al inicial) en la membrana del liposoma pegilado. La relación molar

fármaco/fosfolípido de 0.1 fue la más estable y se propone ésta para la obtención

de liposomas para estudios posteriores en modelos animales.

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SUMMARY

Topical medication is still one of first line for glaucoma treatment, however, the

sustained release of drugs via topical is difficult to achieve. Most drugs have poor

cornea penetration and they are rapidly degraded. Differently, the administration of

drugs in a sustained manner by the use of structures such as liposomes, has

shown to provide an optimal dose of the drug with minimal local toxicity to patients

and avoiding allergy problems due to daily drug administration.

The main goal of this thesis project was focused on obtaining liposomes of

phosphatidylcholine (PC ) with poly-ethylene glycol (PEG) and Travoprost (drug)

through the use of the rehydration technique followed by extrusion. For that, three

molar ratios (drug/phospholipid) of 0.04 , 0.1 and 0.18 were evaluated. The

characterization of the pegylated liposomes (morphology , size, surface charge,

stability and drug encapsulation efficiency) was performed using proper

experimental techniques such as Optical Microscopy with differential interference

contrast (DIC ), Transmision Electron Microscopy (TEM ) with negative stainning,

Dynamic Light Scattering (DLS), Doppler velocimetry (z potential) and High

Performance liquid chromatography (HPLC ).

Based on the results, It was noted that the technique used to obtain the

liposomes (rehydration-extrusion) allows controlling their size. Also, it was found

that the incorporation of PEG (MW 2000 g/mol) stabilizes the liposome-Travoprost

system, maintaining their size without significant changes during a period of 4

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weeks. Additionally, the incoporation percentage values of the Travoprost drug in

pegylated liposomes was of 90%. The drug/phospholipid molar ratio of 0.1

generated the most stable liposomes, then, this ratio is proposed for further studies

using animal models.

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INTRODUCCIÓN

La nanotecnología tiene un impacto en todas las áreas de la tecnología,

incluyendo la manufactura de semiconductores y biotecnología. Las herramientas

de la nanotecnología proveen la capacidad de caracterizar y manipular materiales

al nivel de nanoescala, lo que ha permitido a investigadores y desarrolladores la

capacidad de fabricar nuevos materiales y estructuras. Uno de los impactos

sociales más prometedores de la nanotecnología es el área de la nanomedicina.

En esta, el empleo de sistemas de transporte de medicamentos con alta

especificidad, actividad en el sitio de aplicación y biocompatibilidad, es un modelo

ideal que se procura alcanzar mediante numerosas investigaciones.

Muchas de las propiedades farmacológicas de los medicamentos

convencionales se pueden mejorar mediante el uso de sistemas de administración

de fármacos (DDS), a base de transportadores, como compuestos de lípidos y / o

polímeros, y sus terapéuticos asociados. Los DDS están diseñados para alterar la

farmacocinética (PK) y la biodistribución (BD) de sus medicamentos asociados, o

para funcionar como reservorios de drogas (es decir, como sistemas de liberación

sostenida), o ambos. La Tabla 1 presenta ejemplos de los problemas exhibidos

por los fármacos libres que pueden ser mejoradas por el uso de DDS.

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Tabla1. Fármacos: Propiedades no ideales y sus implicaciones terapéuticas.

PROBLEMA IMPLICACIÓN EFECTO DEL DDS

Pobre solubilidad El uso de algunos excipientes

esta asociado a toxicidad.

Los liposomas proveen ambientes

hidrófobos e hidrófilos mejorando la

solubilidad de la droga.

Daño tisular en

extravasación

La extravasación inadvertida de

drogas citotóxicas provocan

daño tisular como la necrosis

tisular.

Regulan la liberación de la droga y

reducen o eliminar el daño tisular o

la extravasación accidental.

Ruptura estructural del

fármaco

Pérdida de la actividad de la

droga luego de la

administración.

Protegen a la droga de la

degradación prematura y

proporciona un sistema de

liberación controlada de la droga.

Bajas cantidades de la droga son

utilizadas.

Biodistribución La biodistribución grande en el

cuerpo puede resultar en efectos

adversos.

Los liposomas disminuyen el

volumen de la distribución y los

efectos secundarios.

Falta de selectividad. Puede resultar en efectos

terapéuticos no óptimos.

Los liposomas pueden proveer

especificidad.

Theresa M. Allen and Pieter R. Cullis. 2004. Drug Delivery Systems: Entering the

Mainstream. SCIENCE. VOL 303.1818-22.

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En el tratamiento de un proceso fisiopatológico, es deseable que la

administración de medicamentos se realice de tal forma que el fármaco alcance su

lugar de acción (biofase) a una determinada concentración, dentro de un rango de

dosis terapéutica efectiva. Dicha administración se puede ver limitada por

resistencias al fármaco, captura del medicamento por otras células del organismo,

incapacidad del fármaco para penetrar en las células o tejidos en tratamiento o

por carecer de un tropismo (capacidad de llegar selectivamente a determinadas

poblaciones celulares en un órgano en particular) específico, distribuyéndose

por el organismo y dirigiéndose no solo a la biofase, sino también al resto de las

células y tejidos. En consecuencia, para obtener una concentración suficiente a

nivel de las células blanco, es necesario administrar dosis relativamente elevadas,

que conducen a efectos toxicológicos e inmunológicos indeseables (Puisieux y

Poly, 1985).

En este sentido, uno de los enfoques de investigación en el área de la

farmacéutica en las últimas décadas, ha consistido en el desarrollo de sistemas

que liberan selectivamente al principio activo a nivel del órgano dañado, sin

producir alteraciones en los tejidos sanos (Puisieux, 1983).

Los nuevos nanosistemas de transporte y liberación de fármacos

desarrollados permiten controlar la absorción, las concentraciones plasmáticas, la

distribución tisular, así como la captación celular de agentes farmacológicamente

activos (Juliano, 1980). Además entre las multiples ventajas aportadas por estos

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nanosistemas caben señalar las siguientes: protección de la sustancia activa

contra la inactivación (química, enzimática o inmunológica), desde el lugar de

administración hasta la biofase, mejora del transporte del principio activo hasta

lugares de difícil acceso al fármaco, entre otras.

Algunos nanosistemas con claras aplicaciones biológicas y médicas se

incluyen en la Tabla 2. Estos, permiten el desarrollo de novedosas posibilidades

en el diagnóstico y tratamiento médico.

Tabla 2. Nanosistemas frecuentemente utilizados en aplicaciones de biología y

medicina.

Nanosistema Descripción Aplicaciones más comunes

Liposomas

Vesículas formadas por membranas

fosfolipídica similares a la membrana

celular.

Acarreadores de medicamentos,

agentes de contraste y radiofármacos.

Nanoesferas

Sistemas gel y coloidales. La sustancia

activa es adsorbida en la superficie o

disuelta en el interior de la partícula.

Acarreadores de medicamentos.

Agentes de contraste para imagen.

Nanocápsulas

Sistemas vesiculares formados por

membranas poliméricas. La sustancia

activa está confinada en un núcleo.

Acarreadores de medicamentos.

Agentes de contraste.

Moléculas esféricas poliméricas Agentes de contraste para imagen.

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Dendrímeros altamente ramificadas, compuestas por

un núcleo central y capas alternantes de

monómeros.

Acarreadores de medicamentos, entre

otros

Nanocubiertas

Estructuras ópticamente activas,

formadas por un núcleo de silicio

rodeado por una delgada capa metálica,

generalmente de oro.

Detección de cambios celulares

específicos. Tratamiento de cáncer.

Nanotubos

Átomos de carbono en disposición

cilíndrica que pueden funcionalizarse en

su superficie.

Sistema liberador de agentes de

contraste y medicamentos. Sustrato

para crecimiento celular y

regeneración de tejidos.

Clavijo Gimaldi D., Alfonso García G., Alfonso Casadiego C. 2008. Nanotecnología en el

diagnóstico y tratamiento médico. Univ. Méd. Bogotá (Colombia), 49 (3): 388-398.

En este sentido, la plataforma más nueva e interesante para traducir los

avances en las ciencias básicas a la terapéutica para las enfermedades oftálmicas

es la nanotecnología ya que se aprovechan las propiedades específicas de las

partículas en la escala nanométrica para enfocarlas en la administración de

fármacos, la terapia génica y la ingeniería celular y tisular. Las aplicaciones de la

nanomedicina para los tratamientos de córnea, uveítis, glaucoma y reparación de

la retina se están acercando rápidamente al uso clínico.

En este sentido, los liposomas (Volkmar Weissig, 2010) son un medio

alternativo como nanotransportadores para uso ocular, debido a su

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biocompatibilidad. Los liposomas son usados preferencialmente como vectores de

drogas con características hidrofílicas, aunque si el solvente es aceite, se pueden

encapsular drogas con características hidrofóbicas. Las drogas hidrofílicas son

encapsuladas dentro del volumen acuoso interno del liposoma protegido por la

bicapa lipídica, para después ser liberadas en el organismo. En contraste, si las

drogas son lipofílicas, pueden encapsularse dentro del volumen interno aceitoso

del liposoma, en la región hidrofóbica de la bicapa o añadiendo un polímero. La

encapsulación liposomal protege a las drogas de hidrólisis enzimática en el medio

ambiente fisiológico mientras están en circulación y así incrementa su estabilidad.

Estudios del efecto de la carga tanto en liposomas como en nanocápsulas en

soluciones coloidales para el tratamiento de glaucoma, sugieren que los liposomas

neutros incrementan el tiempo de residencia de la droga y reducen la presión

intraocular (De Campos, 2003). Por otra parte, experimentos realizados con

nanocápsulas de polímeros anfifílicos, que consisten de un componente hidrofílico

(polietilenglicol) y un componente hidrofóbico (polycaprolactona) sugieren que este

tipo de nanocápsulas poliméricas, liberan su carga de droga muy rápidamente o

se fusionan con la membrana celular (Uchida, 1988). Lo anterior sugiere el uso

combinado de liposomas de fosfolípido y polímeros para incrementar el tiempo de

residencia con la adecuada elección de un polímero biocompatible que permita el

encapsulado de Travoprost. Por esta razón se evaluara el sistema combinado en

la encapsulación de Travoprost para su aplicación como tratamiento de la presión

intraocular.

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En el capítulo I de esta tesis, se presentan algunos antecedentes sobre la

enfermedad de glaucoma y su tratamiento mediante nanomateriales como

vectores de medicamentos. De igual manera, se describen algunos aspectos de

los liposomas como su uso, características fisicoquímicas y métodos de

preparación. En el capítulo II se describen los materiales utilizados, el método de

síntesis de liposomas empleado así como las técnicas experimentales de

caracterización. En el capítulo III se presentan los resultados experimentales

obtenidos de la síntesis y caracterización de los liposomas, el porcentaje de

encapsulación del fármaco, así como la discusión de los resultados. Finalmente

se presentan las conclusiones y perspectivas del trabajo de tesis realizado.

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OBJETIVO GENERAL

Elaborar liposomas de fosfatidilcolina con polietilenglicol como vehículo de

Travoprost, aplicables en el tratamiento sostenido de la presión intraocular (IOP,

por sus siglas en inglés).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Evaluar el efecto de diferentes concentraciones de los componentes de los

liposomas (fosfatidilcolina, polietilenglicol y fármaco) en la morfología,

tamaño, carga y estabilidad de éstos (a temperatura y pH constantes).

• Evaluar la estabilidad de liposomas pegilados (con tres relaciones molares

fármaco/fosfolípido) con respecto al tiempo (almacenados a 4°C).

• Cuantificar la eficiencia de unión del fármaco en los liposomas PC-PEG, por

medio de HPLC de fase reversa.

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HIPÓTESIS

Liposomas de fosfatidilcolina cubiertos con polímero neutro como PEG de bajo

peso molecular pueden mejorar la liberación de Travoprost a través del epitelio de

la córnea. La interacción de PEG con membranas modelo sugiere que es un buen

candidato para combinar con liposomas.

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CAPÍTULO I

ANTECEDENTES

I.1 GLAUCOMA

El glaucoma es una enfermedad reconocida, como un problema de salud

pública mundial. Los esfuerzos para su diagnóstico y control, así como la

repercusión en la productividad representan erogaciones millonarias en todas las

sociedades del mundo. La prevalencia de la enfermedad aumenta

exponencialmente conforme la expectativa de vida se incrementa. Diferentes

aspectos que conforman la fisiopatogenia de la enfermedad, no son claramente

entendidos, sin embargo el mayor conocimiento de otros aspectos como el

aumento de la presión intraocular, crean expectativas y oportunidades de

investigación que pueden culminar en terapias más allá del control de la presión

intraocular (IOP). El incremento del padecimiento de la IOP, se reconoce y estudia

ampliamente como uno de los elementos fundamentales en el diagnóstico y

seguimiento del glaucoma. Aunque es de enfatizarse que hay otros factores que

deben de considerarse hoy en día para establecer su diagnóstico y mantener una

vigilancia más acorde en el control de la enfermedad.

I.1.1 Definición de glaucoma

El glaucoma es un grupo de enfermedades que se caracteriza por ser una

neuropatía óptica progresiva (pérdida de la capa de las fibras nerviosas del nervio

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óptico), con la consecuente reducción del campo visual y cuyo principal factor de

riesgo es la hipertensión ocular, la cual en un inicio fue considerada como el signo

pivote del glaucoma.

I.1.1.1 Clasificación de glaucoma

Se han descrito numerosas clasificaciones del glaucoma con base en las

diferentes causas y en los mecanismos primarios o secundarios de bloqueo al

drenaje de salida del humor acuoso. Una clasificación útil está basada en la

diferenciación entre glaucoma de ángulo cerrado (GAC) o glaucoma de ángulo

abierto (GAA), aunque los cambios funcionales y estructurales a nivel del nervio

óptico, son similares en todos los casos de glaucoma.

El glaucoma más común es el denominado glaucoma primario de ángulo

abierto (GPAA), el cual constituye hasta el 70 % de los tipos de glaucoma. Los

factores de riesgo mayormente relacionados con este padecimiento son: Presión

intraocular (IOP) elevada, alteraciones estructurales en la cabeza de nervio óptico,

antecedentes familiares de glaucoma, edad mayor de 40 años, alteraciones

vasculares (Diabetes mellitus, Hipertensión arterial, vasoespasmo local y sistémico

etc.), miopía elevada, uso prolongado de esteroides, antecedente de trauma

ocular (receso angular de 180 grados), entre otros.

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12

I.1.1.2 Epidemiología del glaucoma

El glaucoma es una de las principales causas de ceguera y la principal causa de

ceguera irreversible a nivel mundial. Se calcula que hasta el año 2000, existían

aproximadamente 6.7 millones de personas ciegas en el mundo, relacionadas a

glaucoma (Ortiz et al, 1999; Labrada Rodríguez, 2002).

La prevalencia del glaucoma en la población mundial varía de acuerdo al

grupo étnico estudiado y al grupo de edad. Existen reportes que demuestran una

incidencia entre 0.28% a 0.43% en la población caucásica de Estados Unidos de

América y un 0.64% en el Reino Unido. Sin embargo la prevalencia se incrementa

dramáticamente a un 2.0% más en personas de 70 a 74 años de edad. Las

personas de raza negra en comparación con personas caucásicas desarrollan

más frecuentemente glaucoma, requiriendo con mayor frecuencia procedimientos

quirúrgicos para su control. Esta diferencia racial solo es presente en glaucoma,

ya que no se ha encontrado en otras patologías tales como la degeneración

macular senil y en la retinopatía diabética (Rieger-Reyes C. y Rubio-Galán FJ.,

2012).

En Estados Unidos de América el glaucoma es la principal causa de

ceguera dentro de la población de raza negra. En México no existen estudios

epidemiológicos respecto a la incidencia y prevalencia de la enfermedad de

glaucoma, sin embargo en 2009 se realizaron dos estudios: el estudio LALES (Los

Ángeles Latino Eye Study) y el proyecto VER. Estos estudios epidemiológicos son

los más importantes realizados entre el Consenso Nacional para el Diagnóstico y

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13

Tratamiento del Glaucoma México población latinoamericana. Estos estudios han

demostrado la alta tasa de prevalencia de glaucoma dentro de este grupo racial,

que es comparable con la existente de la raza negra.

El Glaucoma es una enfermedad que ocupa en promedio el 8.5% de las

visitas de los pacientes a una consulta oftalmológica. Aunque no existen

suficientes datos de la población en México, se estima que el glaucoma afecta del

2 al 4% de la población (600 mil a un millón 250 mil de personas) y 50% de ellos lo

desconoce. Al igual que en el resto del mundo, este padecimiento se considera

una de las primeras causas de ceguera irreversible, lo cual trae consigo

numerosas consecuencias en el ámbito económico-laboral y en la calidad de vida

de los pacientes. Por lo anterior, se considera indispensable que la población

mayor de 40 años de edad acuda a revisiones periódicas anuales con el fin de

detectar tempranamente la enfermedad.

Los hombres son 3 veces más susceptibles en relación con las mujeres a

desarrollar glaucoma y es mayor el riesgo de padecer glaucoma en pacientes con

historia familiar de primera línea.

I.1.2 Tratamientos del glaucoma

Un buen porcentaje de personas que padecen glaucoma se tratarán primero con

medicamentos. Existen muchos tipos de medicamentos (con diferentes nombres

comerciales) para tratar el glaucoma (tabla 3). La mayoría de los medicamentos

son gotas que se aplican en los ojos (gotas oftálmicas) una o más veces al día.

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14

Algunos oftalmólogos pueden sugerir medicamentos para el glaucoma que se

toman en pastillas, pero esto es mucho menos común, debido a sus efectos

secundarios.

Tabla 3. Medicamentos utilizados para disminuir la presión Intraocular (IOP)

Tipo de medicamento

Nombre comercial

Nombre del medicamento

Modo de Administración

Cada cuánto se

toma

Travatan Z® Travoprost

Xalatan® Latanoprost

Antagonistas beta-adrenérgicos

Betagan® Levobunolol

Gotas oftálmicas

Dos veces al día

Betoptic S® Betaxolol

Ocupress® Carteolol

Timoptic® Timolol

Inhibidores de la anhidrasa carbónica

Azopt® Brinzolamida Gotas

Oftálmicas

Tres veces al

día Trusopt® Dorzolamida

Diamox® Acetazolamida Pastillas Dos veces

al día Neptazane®* Metazolamida

Agonistas alfa-adrenérgicos Alphagan® P Brimonidina Gotas Oftálmicas

Tres veces al

día

Mióticos

Isopto® Pilocarpina Gotas oftálmicas 4 veces al

día Carpine*

Medicamentos en combinación Combigan® Brimonidina y

timolol Gotas oftálmicas Dos veces al día

Treatment for Glaucoma: Comparative Effectiveness. April 2012. Informe

producido por el Johns Hopkins University Evidence-based Practice Center.

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15

Los medicamentos suelen ser el primer tratamiento para el glaucoma y funcionan

en una de dos formas:

• Hacen que los ojos produzcan menos líquido

• Aumentan la salida del líquido del interior de los ojos

I.1.2.1 Prostaglandinas

Las prostaglandinas son una familia de ácidos grasos de origen natural. Se

encuentran en todo el organismo y producen un gran número de efectos

fisiológicos y farmacológicos al actuar sobre diversos receptores prostanoides del

organismo. Recientemente, diversos estudios han demostrado que algunas

funciones oculares están mediadas por la activación de un receptor prostanoide

específico llamado receptor FP. Se ha demostrado que cuando la prostaglandina

F2alfa o sus análogos se aplican en el ojo, reducen la IOP de modo efectivo al

unirse a receptores FP. Se cree que con esta unión se inicia una respuesta

biológica que abre la vía uveoescleral y facilita el flujo de salida del humor acuoso.

Los estudios han propiciado el desarrollo de análogos de prostaglandina,

especialmente agonistas del receptor prostanoide FP, la clase de fármacos más

recientemente aprobada para reducir la IOP.

I.2 Nanotecnología aplicada en Oftalmología

La deficiente biodisponibilidad de los fármacos que se obtiene con las

formas farmacéuticas de administración ocular (en particular si son de

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administración tópica), es consecuencia de todas las vías de pérdida

características de este lugar anatómico, así como también de la impermeabilidad

del epitelio corneal y de la absorción no productiva a través de la conjuntiva y la

esclera; como consecuencia, con las formas de dosificación convencionales

(soluciones, suspensiones o pomadas oftálmicas), no se consiguen niveles

terapéuticos suficientemente altos como para poder tratar determinadas

enfermedades oculares (Kaur, I.P. et al, 2004).

Las inyecciones intravítreas son la alternativa habitual para tratar las

patologías que afectan al segmento posterior del ojo, pero estas conllevan un

considerable riesgo en producir complicaciones, particularmente en aquellos casos

en los que se requieran inyecciones repetidas.

I.2.1 Liposomas en enfermedades oculares

Una de las tendencias actuales en terapéutica ocular sugiere la

conveniencia de reemplazar las formas de administración ocular convencionales,

por nuevos sistemas de administración de fármacos con propiedades

biofarmacéuticas mejoradas y con capacidad para liberar el agente terapéutico de

una forma mucho más precisa en el lugar diana en el ojo y, si es posible, de una

manera predecible (Reddy, I.K. y Ganesan, M.G., 1996). Entre estos nuevos

sistemas, sin duda los sistemas coloidales como liposomas, niosomas,

nanoemulsiones o nanopartículas, ofrecen expectativas muy prometedoras

(Sanchez, A. y Alonso, M.J., 2006). Los liposomas en administración ocular

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ofrecen numerosas ventajas ya que además de ser biodegradables y

relativamente no tóxicos, facilitan un contacto íntimo con las superficies de la

córnea y conjuntiva y por tanto incrementa la posibilidad de absorción ocular del

fármaco encapsulado. Esta absorción tiene especial importancia en el caso de

fármacos que presenten un coeficiente de reparto reducido y solubilidad deficiente

así como en aquellos de peso molecular medio o elevado (Al-Muhammed, J.et al.,

1996; Ebrain, S. et al., 2005).

Estudios recientes demuestran que el comportamiento favorable de los

liposomas en administración ocular está ligado a la presencia de carga eléctrica

positiva en la superficie de los liposomas (Kaur, I.P., et al, 2004), lo que favorece

su interacción electrostática con el epitelio corneal, el cual está cargado

negativamente. Muy recientemente, los liposomas se han estudiado como

vehículos capaces de incorporar anticuerpos de reconocimiento celular específico

y también de material genético (Ebrain, S.et al., 2005). De igual manera, es

posible dirigirlos al núcleo de las células corneales después de su administración

tópica (Dean, D.A. et al. 1999) e intravítrea (Bochot, A. et al. 2000).

Cuando se utilizan como un sistema de administración de fármacos

oculares (DDS), los nanoliposomas pueden entrar en contacto directo con las

células epiteliales de la córnea y de la conjuntiva, facilitando la absorción del

fármaco. El objetivo principal de este tipo de medicación farmacológica es reducir

los efectos secundarios ya que los liposomas no son tomados generalmente por el

tejido sano como invasores como sucede con el fármaco libre (Fenwick y Cullis,

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2008). El desarrollo de este tipo de sistemas lipídicos puede ser capaz de tratar

con eficacia dos causas principales de la ceguera - la degeneración macular y el

glaucoma. Como regla general, entre menos moléculas pueda contener el

acarreador (es decir, cuanto menor sea la relación de fármaco/portador), más

potente debe ser el fármaco con el fin de entregar cantidades terapéuticamente

relevantes de drogas. Para algunos tipos de DDS se requieren sólo unas pocas

moléculas del medicamento (como inmunotoxinas e inmunoconjugados) o

unas decenas de moléculas (tales como polímeros conjugados). El uso de

cantidades indebidamente altas del portador puede conducir a problemas de

toxicidad, cambios metabólicos, eliminación o biodegradabilidad. Debido a que

cada liposoma puede atrapar hasta decenas de miles de moléculas de la droga, la

potencia del fármaco generalmente no es problema.

Figura 1.1 Estructuras formadas a partir de fosfolípidos

ESTRUCTURAS FORMADAS A PARTIR DE FOSFOLÍPIDOS

CABEZA  POLAR  HIDROFILA

COLA  NO  POLAR HIDROFOBA

COLAS

BICAPA  LIPIDICA MICELA LIPOSOMA

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I.2.1.1 Liposomas

Los liposomas fueron descubiertos en el año 1965 por Bangham y colaboradores

(Bangham, A.D., Standish, M.M. & Watkins, J.C. 1965), quienes constataron que

ciertos lípidos pueden formar estructuras membranosas artificiales cuando están

en presencia de un exceso de agua. Estas estructuras vesiculares, altamente

organizadas, están constituidas por una pared formada por lamelas o bicapas

lipídicas concéntricas que están separadas por un número igual de espacios de

contenido acuoso (Figura 1.1).

Las bicapas lipídicas vesiculares se definen básicamente como "liposomas",

que pueden contener uno o más compartimientos acuosos. Dependiendo del

número de bicapas, estas estructuras globulares se pueden clasificar en vesículas

multilamelares y unilamelares. Las vesículas unilamelares a su vez pueden ser

pequeñas (SUV) o grandes (LUV).

Para la elaboración de los liposomas habitualmente se utilizan fosfolípidos,

con o sin la incorporación de colesterol o de otros materiales que se introducen en

la pared de los liposomas con el fin de dotar a las vesículas de alguna propiedad

particular (carga superficial, por ejemplo). Inicialmente estas vesículas se utilizaron

como modelo de membranas biológicas, dada la similitud que presentan con ese

tipo de estructuras. Posteriormente estas estructuras se plantearon como

acarreadores de fármacos debido a su versatilidad estructural, su carácter

biodegradable y biocompatible. Gregoriadis inició el estudio sobre el potencial que

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20

presentan como sistemas de liberación de fármacos y otras moléculas bioactivas

(Perrie, Y., 2008). Presentándose un gran número de trabajos publicados sobre la

utilización de liposomas en este campo desde los años 70’s.

La versatilidad de los liposomas (Fenske, D.B. et al., 2008) se refleja en

primer lugar, en el hecho de que son capaces de incorporar a su estructura

moléculas hidrofílicas, hidrofóbicas y también de carácter anfifílico. En función de

las características de solubilidad de las moléculas (fármacos o drogas), éstas

pueden ser atrapadas en la bicapa lipídica o en el compartimento acuoso de los

liposomas (Fenwick y Cullis, 2008).

Además, las propiedades físicas de los liposomas, como la carga

superficial, el tamaño, la permeabilidad, rigidez de la pared o su capacidad de

carga pueden ser fácilmente modulables. Por último, utilizando lípidos

funcionalizados, se pueden unir anticuerpos u otros ligandos a la superficie de

estas vesículas, que se convierten en sistemas de transporte con capacidad para

acceder por ejemplo, específicamente a un determinado tejido o célula tumoral

(site-specific targeting), de forma similar a la “bala mágica” de Paul Ehrilch

(Ehrlich, P., 1906).

Como consecuencia, la mayor parte de los trabajos publicados sobre

liposomas en sistemas de liberación, se refieren a su utilización por vías de

administración parenterales, como la intravenosa, subcutánea, intramuscular o

intraperitoneal (Maurer, N. et al., 2001; Simard, P. et al., 2007; además de un

grupo importante dedicado a explorar el interés que pueden tener como vehículos

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para la administración tópica cutánea y para la administración transdérmica (El

Magharaby, G.M. et al., 2008; Cevc, G., 1996). Más recientemente, se ha

estudiado la posibilidad de administrar liposomas en forma de aerosol por vía

pulmonar tanto para el tratamiento de enfermedades que cursan a nivel pulmonar

(ej. asma, EPOC, fibrosis quística o tuberculosis), como para la administración de

fármacos que actúan a nivel sistémico (Azarmi, S. et al., 2008; Lian, T. y Ho, R.,

2001).

I.2.1.2 Fosfolípidos: Unidad estructural de los liposomas.

Los fosfolípidos son los componentes principales de las membranas

celulares de los seres vivos. Estructuralmente están compuestos por una molécula

de glicerol que está esterificada en los carbonos C1 y C2 con dos cadenas de

ácidos grasos, y un grupo fosfato en la posición C3, que puede o no estar unido a

un grupo saliente. El grupo saliente más común en la naturaleza es la colina, y el

fosfolípido obtenido se denomina fosfatidilcolina (PC), que es el más abundante en

las membranas biológicas. En la Figura 1.2 puede verse la estructura química de

la PC y un esquema de un fosfolípido del tipo PC, con su cabeza polar (glicerol +

fosfato + grupo saliente) y sus colas hidrocarbonadas.

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Figura 1.2. Estructura química de la fosfatidilcolina. Se indican la cabeza polar y la

doble cadena hidrocarbonada.

Estrictamente un fosfolípido posee un dominio no polar, representado por

las cadenas hidrocarbonadas de ácidos grasos de más de 12 átomos de carbono,

un dominio de polaridad intermedia que corresponde al glicerol y sus ésteres, y

una zona de alta polaridad representada por el fosfato unido al grupo saliente

(moléculas anfifílicas).

La nomenclatura de los fosfolípidos está dada por la naturaleza del grupo

saliente unido al fosfato. Este dominio hidrofílico también determina si el

fosfolípido en cuestión tiene carga neta negativa, positiva, o se trata de un anfífilo

con carga neta nula (Tabla 4). Como puede observarse, los fosfolípidos más

abundantes presentan carga negativa a pH fisiológico a excepción de la PC y la

fosfatidiletanolamina (PE), las cuales son anfífilos con carga neutra.

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Tabla 4. Grupos salientes más comunes en la naturaleza, con los nombres de los

fosfolípidos correspondientes. El asterisco (*) indica que se trata de la carga a pH

fisiológico. Fuente: www.analesranf.com/index.php/mono/article/viewFile/991/1025

Es importante remarcar que cuando se habla de fosfolípidos de origen

natural, no se hace referencia a una sustancia única. Así, por ejemplo, el término

fosfatidilcolina incluye una familia de moléculas que tienen en común el grupo

fosfato unido a colina. Sin embargo la composición de ácidos grasos es variable y

depende de la fuente del fosfolípido. En la Tabla 5 se observa la abundancia

relativa de los ácidos grasos que componen la fosfatidilcolina proveniente de soya

y de huevo (SPC y EPC respectivamente). En comparación, mientras que solo un

20% de los ácidos grasos de la SPC no presentan dobles enlaces, en la EPC el

porcentaje de ácidos grasos saturados llega al hasta un 50%. Cabe aclarar que la

abreviatura empleada es la convencional para ácidos grasos, en la cual el primer

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número indica el número de carbonos y el segundo el número de insaturaciones.

Por ejemplo, 18:1 representa un ácido graso de 18 átomos de carbono con 1 doble

enlace o instauración, como el oleico.

Tabla 5. Composición en ácidos grasos de la fosfatidilcolina de soya (SPC)

y de huevo (EPC).

Recuperado de http://www.analesranf.com/index.php/mono/article/viewFile/991/1025.

En los ácidos grasos de origen natural, todas las insaturaciones tienen

geometría cys y no presentan conjugación, el número y la geometría de las

insaturaciones tienen influencia en el tipo de ensamblajes que se formen en

solución acuosa y en el estado físico de los mismos a una cierta temperatura.

Así mismo, los fosfolípidos que poseen menor número de dobles enlaces

resultan tener mayor estabilidad química. Como es sabido, los alquenos son

susceptibles a las reacciones de radicales libres en presencia de oxígeno y/o

radiación UV, obteniéndose productos de degradación no deseados. Es por esto

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que frecuentemente se emplean fosfolípidos saturados, obtenidos a partir de los

naturales mediante hidrogenaciones catalíticas, como es el caso de la

fosfatidilcolina de soya hidrogenada (HSPC). Estos productos resultan menos

susceptibles a la oxidación que los productos insaturados.

Los fosfolípidos sintéticos con una composición definida de ácidos grasos,

como la dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) o la dioctanoilfosfatidilcolina (DOPE), se

utilizan frecuentemente en la caracterización del comportamiento in vitro o in vivo

de una formulación de liposomas. Los fosfolípidos sintéticos también suelen

emplearse cuando la administración es parenteral, para evitar la presencia de

trazas de alérgenos y/o pirógenos, que podrían estar presentes en los de origen

natural. También pueden adquirirse fosfolípidos asimétricos, es decir con distintos

ácidos grasos en las posiciones C1 y C2. Se trata de materias primas

generalmente más costosas que se emplean en la preparación de sistemas cuya

composición es muy crítica.

Por el contrario, para formulaciones que se administraran por otras vías,

como por ejemplo la vía oral, es interesante partir de fosfolípidos naturales, que

resultan más económicos y en los cuales la composición de ácidos grasos podría

no ser crítica para su comportamiento in vivo. Debe tenerse en cuenta que hoy en

día existen en el mercado fosfolípidos de origen natural altamente purificados y

caracterizados adecuadamente. Cabe mencionar que suele haber bastante

confusión a la hora de elegir una materia prima de origen natural. El término

“lecitina” puede tener distintas acepciones: en algunos casos se emplea como

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sinónimo de fosfatidilcolina, pero también está difundido su uso para extractos

lipídicos de soya u otras fuentes, con contenidos de fosfatidilcolina que pueden ser

tan bajos como un 30%. Se trata de productos parcialmente purificados, con altos

contenidos de triglicéridos, de otros fosfolípidos (PE, PI, etc.) y de glicolípidos. El

tipo de estructuras que se obtienen a partir de estas mezclas de sustancias

generalmente no son de fácil caracterización, y los sistemas obtenidos no tendrán

el comportamiento que se esperaría para vesículas de PC pura, lo cual podría

llevar a conclusiones erróneas.

1.2.1.3 Sistemas fosfolípido - agua

Estructuras y fases

Los fosfolípidos presentan una solubilidad muy baja en agua, menor a una

concentración de 1x10-7 M. Por encima de este valor, las moléculas se organizan

formando estructuras que dependen no solo de la concentración y de la

temperatura, sino de la geometría de la molécula determinada por su estructura

química. En la Figura1.3 se observa cómo la forma molecular es clave para la

formación de estructuras complejas estables en solución.

Por razones prácticas, se define el parámetro de empaquetamiento (P):

𝑃 =𝑉𝑎×𝑙

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donde V es el volumen molecular, 𝑎 es el área transversal de la cabeza polar y 𝑙

es la longitud de la cadena hidrocarbonada. El producto 𝑎×𝑙, es el volumen del

cilindro que se obtendría a partir del área que cubre la cabeza polar. En el caso

de la fosfatidilcolina, P es cercano a la unidad, ya que su geometría es

aproximadamente cilíndrica. En una forma lisa, la pérdida de una cadena

hidrocarbonada resultará en una disminución del volumen molecular respecto al

cilindro calculado, resultando en valores de P menores a la unidad. En algunos

casos, como con los fosfolípidos con dobles enlaces (geometría cys), las cadenas

hidrocarbonadas pueden apartarse entre sí, dando lugar a cilindros ensanchados

en su base o a áreas transversales menores (P>1). Cada una de estas formas

moleculares origina una organización característica.

Así, los fosfolípidos del tipo PC, cuando se mezclan con agua en

concentraciones entre el 5 y 45% p/v, éstos se alinean en bicapas planas para

minimizar las interacciones entre el medio acuoso y las cadenas hidrocarbonadas,

formando fases lamelares. Por encima del 45%, las bicapas se cierran y forman

liposomas, secuestrando parte del medio acuoso. El resultado es un sistema

disperso del tipo suspensión, constituido por un medio acuoso interno limitado por

las bicapas y un medio acuoso externo. Además, dependiendo del tipo de

fosfolípido, la proporción de agua y la temperatura, se formará un tipo determinado

de organización. En el caso de la PE (fosfatidil etalonamina) insaturada, se forman

micelas a temperaturas medias (ambiente) y también se pueden formar

estructuras lamelares a temperaturas lo suficientemente bajas.

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I.3 Clasificación de los liposomas.

Para referirse a los distintos tipos de liposomas se puede recurrir al criterio que

toma en cuenta su tamaño y el número de bicapas o lamelas que conforman la

pared de la estructura vesicular. Otras alternativas de clasificación son el

procedimiento de obtención de los liposomas, polidispersidad, tipo de carga

eléctrica y tamaño. La clasificación más utilizada es según su estructura

(lamelaridad) como se indica en la Tabla 6.

Tabla 6. Clasificación de liposomas según su estructura.

Fuente: http://www.dfarmacia.com/farma/ctl_servlet?_f=37&id=13038745

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Además de la clasificación habitual de los liposomas atendiendo a sus

características fisicoquímicas o al proceso de obtención, es posible realizar otra

clasificación teniendo en cuenta el comportamiento que previsiblemente tendrán

los liposomas como consecuencia de las modificaciones que se hayan introducido

en su estructura para diferentes fines. Desde este punto de vista, se podrían

distinguir los tipos de liposomas que se describen a continuación:

Liposomas convencionales

Son los liposomas clásicos de superficie hidrofóbica, constituidos, por

ejemplo, por fosfatidilcolina y colesterol, que tras su administración I.V., son

rápidamente recubiertos por las proteínas plasmáticas y posteriormente son

eliminados de la circulación a través de fagocitosis por células del sistema retículo

endotelial (RES) (Storm, G. and Crommelin, D.J.A. 1998).

Liposomas de circulación prolongada (Stealth liposomes)

Generalmente son aquellos que tienen PEG en la superficie, lo que

incrementa su hidrofilia, dando lugar a una reducción en la interacción con

proteínas plasmáticas y lipoproteínas (Klibanov, A.L. et al., L.1990; Senior, J. et

al., 1991). Esta modificación de los liposomas con el material utilizado (PEG) se

le llama generalmente pegilación y sirve para conseguir dos funciones muy

importantes: la primera, un incremento en la biodisponibilidad de los fármacos

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encapsulados, y la segunda, que el proceso de liberación sea más lento y que se

minimice la toxicidad y los efectos secundarios (Immordino, M.L. et al., 2006).

Además del PEG, otros polímeros como la poliacrilamida, el alcohol polivinílico o

la poli-vinilpirrolidona, han sido utilizados para lograr los mismos objetivos

(Torchilin, V.P. et al., 1995). Algo muy destacable en el comportamiento de estos

liposomas pegilados, es su capacidad para experimentar un proceso de

extravasación en determinados lugares en los que se produce un incremento en la

permeabilidad de la pared de los vasos sanguíneos, como puede ocurrir por

ejemplo en zonas en las que hay un proceso infeccioso o una inflamación (Storm,

G. y Crommelin, D.J.A., 1998).

Liposomas catiónicos

Su principal aplicación es la vehiculización de material genético (Lasic, D.D.

y Templeton, N.S., 1996). Los lípidos catiónicos constitutivos de estos liposomas

neutralizan la carga negativa del DNA, formando así una estructura compacta

diferente de la estructura vesicular típica de los liposomas. Estos complejos

resultantes (DNA-lípidos catiónicos) proporcionan una protección al material

genético y promueven la internalización y la expresión del plásmido en el interior

celular (Storm, G. y Crommelin, D.J.A., 1998).

Inmunoliposomas

Estos liposomas tiene la capacidad de dirigirse específicamente y reconocer

algunas células y órganos del cuerpo, gracias a la presencia de determinados

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elementos introducidos en el diseño de su estructura, como pueden ser

anticuerpos o fragmentos de anticuerpos unidos a la superficie de los liposomas

(Torchilin, V.P., 2006). La elección del antígeno diana, la función del anticuerpo y

el tipo del puente de unión utilizado para lograr su unión a la superficie (p. ej.

PEG), son factores que requieren un análisis exhaustivo en el diseño de este tipo

de liposomas (Schnyder, A. et al., 2004).

I.4 Liposomas como sistemas de liberación controlada de fármacos.

A fines de los 80, se incrementaron los esfuerzos para diseñar liposomas que

pudieran circular en el torrente sanguíneo el tiempo necesario para extravasar

hacia los tejidos que presentaran un aumento localizado de la permeabilidad

vascular. La estrategia de estabilización más exitosa desarrollada en ese

momento fue por medio de la unión covalentemente de un polímero hidrofílico

como el polietilenglicol (PEG) a algunos fosfolípidos constituyentes de los

liposomas, para dar lugar a los liposomas “pegilados”, “Stealth”, o “estéricamente

estabilizados” (ver Fig.1.3). El nombre Stealth, que puede traducirse al castellano

como “oculto”, se refiere a su capacidad de evadir el sistema inmune, mientras

que su identificación como “estéricamente estabilizados” se refiere al mecanismo

por el cual pueden permanecer tiempos largos en el torrente sanguíneo. Su

prolongada circulación se debe a la presencia de la cadena hidrofílica del PEG,

que dificulta la adsorción de las proteínas plasmáticas. Por lo tanto, se minimiza la

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desestabilización estructural por parte de las moléculas de colesterol de baja

densidad (LDL) así como la captación por el RES mediada por las opsoninas.

Generalmente se ha empleado PEG 2000 (2000 Da de peso molecular) unido a

fosfolípidos como diesteroilfosfatidiletanolamina (DSPE) o dipalmitoiletanolamina

(DPPE), incorporados en la bicapa a una concentración media del 5% molar

(Klibanov et al., 1990; Allen et al., 1991; Woodle and Lasic, 1992). También han

podido obtenerse otros fosfolípidos pegilados, con los cuales se obtuvieron

vesículas con carga negativa, positiva o neutra (Webb et al., 1998). Por otro lado

se estableció que el agregado de altas concentraciones de colesterol (por encima

de 30% molar) era sinérgica a la acción del PEG, observándose vidas medias tan

altas como 45 horas en humanos (Bedu-Addo et al., 1996).

Figura 1.3. Liposoma pegilado

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Esta tecnología ha dado lugar a productos comercializados, el primero fue

la doxorubicina liposomal. La doxorubicina es una antraciclina citotóxica de alta

efectividad para el tratamiento de tumores sólidos y leucemias, incluso forma parte

del protocolo para el tratamiento del Sarcoma de Kapossi asociado al SIDA. Sin

embargo, cuando es administrada como fármaco libre, tiene numerosos efectos

colaterales, siendo la cardiotoxicidad el más riesgoso. Este efecto sobre el

músculo cardíaco fue estudiado por primera vez hace unos 30 años (Guthrie y

Gibson, 1977; Chlebowski, 1979) y desde ese momento se multiplicaron las

estrategias para tratar de minimizar los efectos de cardiotoxicidad mediante la

incorporación en liposomas convencionales (Rahman et al., 1982), cambios en los

protocolos de administración (Lum et al., 1985), síntesis de derivados con menor

toxicidad (Danesi et al., 1993) o el empleo de sustancias auxiliares protectoras

(Seifert et al., 1994).

Los liposomas de larga circulación fueron finalmente aprobados para su uso

en humanos dado que existen evidencias farmacológicas y clínicas sobre su

contribución en mayor eficiencia antitumoral y menor cardiotoxicidad (Orditura et

al., 2004). La tecnología Stealth también se ha empleado para la estabilización de

inmunoliposomas (Allen et al., 1995), sin embargo las evidencias de

inmunogenicidad de estas vesículas limita su aplicación (Harding et al., 1997).

A pesar de todas las ventajas de la tecnología Stealth, está demostrado

que el PEG no es biodegradable, por lo cual su acumulación en los tejidos debido

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a administraciones crónicas de liposomas pegilados puede resultar tóxica. En

efecto, se ha descrito el “síndrome de pies y manos”, que consiste en la aparición

de úlceras y/o erupciones en las extremidades (Gordon et al., 1995).

Teniendo en cuenta esta limitación de la tecnología Stealth, surge otra

estrategia de estabilización que fue registrada como tecnología Polyxen ® y que

consiste en el empleo de ácido siálico como polímero protector de los liposomas.

Este polímero es un constituyente natural del organismo y es completamente

biodegradable y no-inmunogénico aun cuando se une a proteínas (Gregoriadis et

al., 2000).

También se ha estudiado la estabilización empleando otros ligandos, como

por ejemplo palmitoilpululano, alcohol polivinílico, poloxamer y polivinilpirrolidona

(Takeuchi et al., 1998). Recientemente se han desarrollado formulaciones de

liposomas no pegilados con una gran estabilidad plasmática evidenciada por sus

altos tiempos de circulación (Daftary, 2004).

Curiosamente se trata de liposomas convencionales, compuestos por

HSPC, DPPC o DSPC con el agregado de colesterol en una relación 1:0.7 molar

respectivamente, preparados con altas concentraciones de lípidos (suspensiones

de 10 ml de hasta 1 mM lípidos, equivalente a 75 mg/ml). Según sugiere la

patente, su composición lipídica los convierte en vesículas de elevada rigidez y

baja permeabilidad. Cuando se aplicaron para la administración intravenosa de

doxorubicina, estos liposomas fueron más eficientes en disminuir el tamaño de

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tumores mamarios implantados en ratones, que el producto comercial Caelyx ®.

También se verificó su menor toxicidad respecto a los liposomas pegilados.

I.5 Métodos de preparación de liposomas

Como ya se ha visto los liposomas se forman espontáneamente cuando los

fosfolípidos se dispersan en un medio acuoso, como una forma de minimizar las

interacciones de las cadenas hidrocarbonadas con el agua. El desafío de preparar

liposomas no radica en el ensamblaje propiamente dicho, sino en conseguir

vesículas de un tamaño y estructura determinada, que incorporen sustancias con

alta eficiencia y que además permanezcan encapsuladas hasta llegar al sitio

adecuado.

I.5.1 Re-hidratación

El método más sencillo y empleado frecuentemente en trabajos

experimentales, es el de re-hidratación. En este método se disuelven los lípidos en

un solvente adecuado, como cloroformo o mezclas metanol-cloroformo, y luego se

evapora el solvente hasta obtener una película fina y homogénea sobre un soporte

sólido. En algunos casos, en esta etapa se liofiliza para eliminar las trazas de

solvente residual.

Luego se agrega la solución acuosa y se agita en forma mecánica para la

formación de los liposomas. El resultado es una mezcla de vesículas

multilamelares (MLVs), con una distribución de tamaños polidispersa que suele

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emplearse como punto de partida para obtener otras suspensiones con tamaños

más homogéneos. Hoy en día se cuenta con fosfolípidos sólidos que pueden

agregarse directamente sobre una solución acuosa y evitarse así el uso de

solventes tóxicos. Sin embargo, las mezclas de fosfolípidos entre sí, o con otros

lípidos como el colesterol suelen requerir de solventes para asegurar una buena

mezcla inicial entre los lípidos, que permita su distribución homogénea en la

bicapa.

La sustancia a incorporar en los liposomas es agregada en el medio

acuoso, si se trata de un compuesto hidrosoluble, o bien se disuelve en el solvente

de disolución de los fosfolípidos, si se trata de un compuesto liposoluble. En este

último caso, en ocasiones puede añadirse a las vesículas ya formadas, un

pequeño volumen de una disolución de la molécula hidrofóbica en un medio

orgánico.

I.5.2 Extrusión

A partir de los MLVs, el tamaño y el número de lamelas pueden modificarse

mediante sonicación y extrusión, entre otros métodos. La sonicación consiste en

impartir energía ultrasónica a la suspensión para reducir el tamaño de las

vesículas, pudiendo en determinadas condiciones obtenerse SUVs (vesículas

unilamelares pequeñas). La técnica es efectiva pero no escalable, por lo cual se

descarta para aplicaciones industriales. La extrusión de MLVs consiste en forzar el

pasaje de la suspensión de MLVs a través de membranas de policarbonato de

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tamaño de poro definido, siendo posible obtener liposomas con diámetros medios

entre 50 y 800 nm según el diámetro de poro empleado (Olson et al., 1979). En

algunos casos se requiere una extrusión a alta temperatura para fluidizar las

bicapas. Las vesículas pueden forzarse a atravesar la membrana mediante

extrusores manuales o neumáticos. También existen homogeneizadores de alta

presión que se proveen con extrusores antes del colector de la muestra, con lo

cual esta metodología puede formar parte de una obtención a escala piloto o

industrial.

I.5.3 Método de deshidratación-rehidratación.

Cuando se preparan liposomas con una mezcla de lípidos en su

composición, los lípidos deben ser primeramente disueltos y mezclados en un

solvente orgánico para asegurar una mezcla homogénea de lípidos. Usualmente

en este proceso se usa cloroformo o una mezcla de cloroformo: metanol. El

objetivo es obtener una solución lipídica limpia para completar el mezclado de

lípidos. Típicamente las soluciones de lípidos son preparadas a una concentración

de 10–20 mg/ml de lípido en el solvente orgánico; o bien concentraciones más

altas si la solubilidad del lípido y la mezcla son aceptables (Figura 1.4). Una vez

que los lípidos se mezclan con el solvente orgánico, el solvente es removido con la

ayuda de un desecador a vacío, al cual está expuesto durante 3 horas, para

formar una película de lípidos. Para volúmenes pequeños de solvente orgánico

(<1 ml), el solvente se puede evaporar usando una atmósfera de nitrógeno o

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argón. Para volúmenes grandes, el solvente orgánico puede ser removido por

evaporación rotatoria para formar una película delgada de lípido en el interior de

un recipiente. La película de lípido se obtiene removiendo el residuo de solvente

orgánico colocando el vial o recipiente en una bomba a vacío durante la noche. Si

el uso de cloroformo no es posible, un solvente alternativo, es butanol terciario o

ciclohexano para disolver los lípidos. La solución de lípido es transferida a un

contenedor y se enfría colocando este en un refrigerador o congelador. Después la

película de lípido es congelada y liofilizada hasta secarse. El grosor de la película

de lípido no debe ser mayor al diámetro del contenedor usado para la liofilización.

Una vez que las películas de lípido están secas, el contenedor se debe cerrar

herméticamente, y almacenarse en el congelador hasta que se requiera hidratar.

La hidratación de la película de lípido seca es lograda añadiendo un medio acuoso

al contenedor y agitando levemente.

Figura 1.4 Preparación de soluciones de liposomas: Al final del proceso de

hidratación se obtienen soluciones con liposomas de diferentes tamaños; el

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proceso de extrusión permite obtener soluciones de liposomas con tamaños

nanométricos definidos por la membrana utilizada en el proceso (Marco V. Bayas

fabricación de liposomas para el encapsulamiento de drogas de uso veterinario).

I.5.4 Electroformación

La electroformación es un método que consiste en la producción de

vesículas debido a la influencia de un campo eléctrico, el cual permite controlar el

tamaño de las vesículas obtenidas y la lamelaridad a partir de la película inicial de

lípido. Esta técnica es útil para elaborar vesículas unilamelares gigantes para

estudios que involucran vesículas individuales. Estas vesículas se encuentran

entre 5-200 µm de diámetro, dependiendo de la composición del lípido, el medio y

los parámetros del campo de corriente alterna generadora del campo eléctrico.

Las vesículas obtenidas mediante el método de electroformación son modelos

ideales para realizar observaciones de macromanipulación y microinyección local

[Angelova, 2000].

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CAPÍTULO II

MATERIALES Y MÉTODOS

II.1 Materiales

En este capítulo se describen los materiales utilizados para la preparación

de liposomas y el medicamento (Travoprost) que se integró en los liposomas. De

igual manera, se detallAn las diferentes técnicas experimentales que se utilizaron

para la caracterizacion de los liposomas en presencia de polietilenglicol y/o

fármaco.

II.1.1 Moléculas y Materiales utilizados

II.1.1.1 Fosfolípidos

El fosfolípido utilizado para la formación de los liposomas es fosfatidilcolina

a partir de lecitina de soya, >98% PC (Figura 2.1), el cual es un fosfolípido natural

comprado en Shenyang Tianfeng Biological Pharmaceutical Co., LTD y provisto

por el Dr. Juan Antonio Noriega Rodríguez del Depto. de Ingeniería Química de la

Universidad de Sonora. El peso molecular de PC es de 812.05 gr/mol con una

pureza mayor al 98%. Antes de preparar los liposomas por el método de re-

hidratación, se diluyó la lecitina de soya en cloroformo para tener una

concentración de 0.1251 mol/l de fosfolípido.

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Figura 2.1 Molécula de fosfatidilcolina

II.1.1.2 Agua, glucosa y sacarosa

El agua utilizada para la preparación de las soluciones fue de calidad

ultrapura (tipo millipore Milli-Q) con una conductividad de 18.2 MΩ-cm. Para tener

contraste óptico en la observación mediante microscopía óptica se utilizó glucosa

y sacarosa a concentraciones de 200 mOms para ambos azucares.

II.1.2.3 Buffer (tampón fosfato)

El tampón fosfato o buffer PBS (fosfato 0,01 M, NaCl 0,138 M, KCl 0,0027

M) fue adquirido en Sigma-Aldrich. Este buffer mantiene un pH de 7,4 en agua

desionizada (la utilizada en este trabajo) a una temperatura de 25 ° C.

CH2(R)CH(R´)CH2OPO(OH)O(CH2)2N(OH)(CH3)3

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II.1.2.3 Polímero neutro, polietilenglicol.

El polietilenglicol (C2H4O)n.H2O) (Figura 2.2) es un polímero cristalino, neutro, con

alta solubilidad en agua y disolventes orgánicos. A temperatura ambiente, su

solubilidad en agua se dice que es ilimitada para todos los grados de

polimerización. El PEG utilizado es este trabajo tiene un peso molecular de 2000

gr/mol y se compró en Fluka. Para las concentraciones de PEG2000 trabajadas se

tiene el polímero en un régimen de buen solvente y no existieron cambios

apreciables en la viscosidad.

Figura 2.2 Estructura química del polietilenglicol

II.1.2.4 Fármaco (Travoprost)

Travoprost es el nombre comercial de la molécula de isopropil(Z)-7-

[(1R,2R,3R,5S)-3,5-dihidroxi-2-[(1E,3R)-3-hidroxi-4-[(α,α,α,-trifluoro-m-tolilo)oxi]-1-

butenil]ciclopentil]-5-heptenoato (C26H35F3O6) (Figura 2.3) que distribuye la

compañía Alcon. Éste fármaco es un análogo de las prostaglandinas y es utilizado

como un medicamento hipotensor ocular como un potente agonista altamente

selectivo para el receptor prostanoide FP. Travoprost es prácticamente insoluble

en agua, pero muy soluble en acetonitrilo, metanol, octanol, y cloroformo. El

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Travoprost utilizado en esta investigación es de un peso molecular de 500.6 gr/mol

con una pureza mayor al 95%. Este fármaco fue proporcionado por el Dr. Jesús

Jiménez Román del laboratorio de Glaucoma de la Asociación para Evitar la

Ceguera en México (APEC, http://apec.org.mx/?mod=home).

Figura 2.3 Estructura química del fármaco (Travoprost).

II.2 Preparación de los liposomas

El método utilizado para la formación de liposomas fue el de re-hidratación de una

película de fosfolípido y su posterior extrusión. Para lo cual, inicialmente se

colocaron 8 µl de PC en un vial, el cual se llevó a un desecador al vacío durante

aproximadamente 3 h, para obtener una película de fosfolípido seca.

Posteriormente, se hidrató la película de fosfolípido con 100 µl de glucosa 200

mOsm/kg y 100 µl de sacarosa 200 mOsm/kg, agitando solo un poco. Una vez

rehidratada la película, se guardó a 4°C por 24 h para su posterior análisis.

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En la preparación de los liposomas con polietilenglicol (PEG2000), este

último se disolvió en el buffer antes de re-hidratar el fosfolípido seco (secado al

vacío). Para la inclusión de Travoprost en los liposomas, las soluciones del

fármaco (en etanol) y la PC (en cloroformo) se mezclaron y después se

evaporaron los disolventes en una campana de vacío durante 3 horas.

Posteriormente se re-hidrató la mezcla seca con PBS sin o con PEG. Cada una de

las muestras fue refrigerada un tiempo mínimo de 24 h a 4°C.

Al término de las 24 h, se tomaron 30 µl de cada muestra y se colocaron en

un portaobjetos el cual enseguida se cubrió con un cubreobjetos para observarse

en el microscopio óptico y confirmar la presencia de vesículas. Una vez

confirmada la presencia de liposomas se procedió a realizar la extrusión de las

muestras. A continuación se detallan los diferentes análisis de los liposomas por

técnicas de microscopía óptica. Así como el análisis de tamaño hidrodinámico,

carga en la superficie de los liposomas y tamaño y morfología mediante técnicas

de microscopía electrónica de transmisión (en su modalidad de Tinción Negativa).

II.3 Técnicas experimentales

II.3.1 Microscopía de Contraste de Interferencia Diferencial (DIC).

Un tipo de interferencia óptica, llamada Contraste de Interferencia Diferencial

(DIC) o interferencia de Nomarski por su descubridor, suministra una imagen

aparentemente tridimensional. En la microscopia DIC, el contraste depende de la

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tasa de cambio del índice de refracción a través de la muestra. Los bordes de la

estructura, donde el índice de refracción varía en una distancia pequeña, se

observan satisfactoriamente con contraste. En otras palabras, con la microscopía

de contraste de interferencia diferencial (DIC) según Nomarski, se obtienen

imágenes con sensación de relieve. Combina la técnica de polarización con la

utilización de unos prismas especiales birrefringentes (prismas de Wollaston).

II.3.1.2 Aplicaciones de DIC

El contraste en las imágenes DIC es producido exclusivamente a través de un

efecto óptico. Esta técnica por lo tanto, es ideal para especímenes vivos sin teñir

(por ejemplo, cultivos celulares, embriones, frotis sanguíneos, diatomeas,

protozoarios). El DIC brinda información morfológica sin la necesidad de usar

tintes potencialmente tóxicos y fluoróforos. Sin embargo el DIC se usa con

frecuencia en asociación con fluorescencia para revelar características

morfológicas del espécimen. También es usado para examinar polímeros y otros

materiales.

II.3.2 Configuración del Microscopio.

La imagen DIC requiere de varios componentes ópticos: un polarizador, prisma y

condensador especial (Figura 2.4). El ensamble correcto y la alineación de estos

componentes es clave para la exitosa obtención de imágenes DIC. Este sistema

se puede instalar en casi cualquier microscopio de campo claro con iluminación

transmitida, reflejada, vertical o invertido.

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Figura 2.4. Componentes ópticos para Microscopía DIC.

II.3.2 Dispersión de Luz Dinámica (DLS).

La Dispersión Dinámica de la Luz (DLS) es una de las técnicas más

usadas para determinar el coeficiente de difusión, radio hidrodinámico, radio de

giro y polidispersión de partículas o agregados en suspensión [Pécora, R., 1985].

La dispersión de la luz puede ser medida en estado estacionario en un

espectrofluorímetro, o de forma dinámica en un instrumento equipado con un

láser.

La técnica DLS se basa en hacer incidir un haz de radiación de longitud de

onda λ y vector de onda sobre una muestra con partículas en movimiento.

Al interactuar la radiación con las partículas una parte de la energía es absorbida,

2 nk πλ

=

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otra es transmitida sin modificación del vector de onda incidente y otra es

dispersada con vector de dispersión kd en todo el espacio (Figura 2.5).

Figura 2.5 Esquema de la dispersión de luz durante su Interacción con partículas

en técnica DLS.

La luz dispersada a un cierto ángulo θ es colectada por un detector

(fotomultiplicador). Estudiando la dispersión de la muestra en función del vector de

onda de difusión (suponiendo que la energía incidente es igual

a la energía transmitida) y correlacionando las intensidades de dispersión a

diferentes tiempos se puede construir la función de correlación. La función de

correlación puede ser ajustada por un modelo físico acorde al tipo de partículas o

estructuras presentes en la muestra para determinar el coeficiente de difusión, la

distribución de tamaños y la polidispersión. En términos generales todos los

equipos de dispersión de luz contienen los mismos componentes como son: una

4 ( / 2)nq senπθ

λ=

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fuente de radiación, un detector situado al ángulo de dispersión y un correlador

(Figura 2.6).

Figura 2.6. Esquema representativo de los componentes en un equipo de DLS

En el análisis de dispersión de luz dinámica el movimiento browniano de las

partículas induce un ensanchamiento del espectro lo que se relaciona con la forma

y tamaño de las partículas. La dispersión de luz dinámica es uno de los métodos

más empleados para estimar el radio hidrodinámico promedio de partículas

en suspensión y su índice de polidispersidad, cubriendo un rango desde unos

pocos nanómetros hasta µm.

La determinación del tamaño hidrodinámico en las muestras de los

liposomas se realizaron en un equipo Zetasizer nano Malvern que utiliza un láser

de He –Ne a una longitud de onda de 633 nm. El equipo está configurado para

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medir la radiación dispersada a un ángulo fijo de 175°. El rango de medida del

Zetasizer es de 0.3 nm – 10 µm. El volumen mínimo de la muestra es de 12 µl y se

utilizó un volumen de muestra de 1mL para el análisis.

II.3.3 Potencial Zeta

El potencial zeta indica la carga neta que hay en la superficie de una

partícula. El desarrollo de la carga neta en la superficie de una partícula afecta a la

distribución de los iones en la región interfacial que rodea, lo que resulta en un

aumento de la concentración de iones (iones de carga opuesta a la de la partícula)

cerca de la superficie. Por lo tanto existe una capa doble eléctrica alrededor de

cada partícula.

La capa de líquido que rodea la partícula se divide dos regiones, una

llamada capa de Stern, donde los iones están fuertemente unidos y una región

exterior difusa en la que están sujetos con menos firmeza. Dentro de la capa

difusa hay un límite teórico en el cual los iones y partículas forman una entidad

estable. Cuando una partícula se mueve (debido a la gravedad), los iones dentro

de los límites se mueven con él, pero los iones más allá de la frontera no viajan

con la partícula. Este límite se denomina superficie de cizallamiento hidrodinámico.

El potencial que existe en este límite se conoce como potencial Zeta, que es la

carga global que adquiere una partícula en un medio particular (Figura 2.7).

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Figura 2.7 Dibujo para interpretar el concepto de Potencial zeta.

La magnitud del potencial zeta da una indicación de la estabilidad potencial

del sistema coloidal. Un sistema coloidal estable es cuando uno de los tres

estados de la materia: gaseoso, líquido y sólido, están finamente disperso en una

de las otras.

Entre mayor es el valor absoluto del valor del potencial zeta (cargas

negativas o positivas), las partículas en suspensión tienden a repelerse entre sí y

no hay tendencia a agregarse y flocular. En cambio, si las partículas tienen valores

de potencial zeta bajos, no hay fuerzas de atracción para impedir que las

partículas se unan y entonces se agregan y floculan. Generalmente un sistema

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coloidal se considera estable cuando los valores de potencial zeta absolutos

superan 30 mV.

El conocimiento del potencial zeta de una preparación de liposomas puede

ayudar a predecir el destino de los liposomas en vivo. Cualquier modificación

posterior de la superficie de los liposomas también se puede controlar mediante la

medición del potencial zeta. Las mediciones de potencial Z en las muestras de los

liposomas se realizaron en el mismo equipo malvern indicado anteriormente.

Solamente que para medir potencial z, se basa en estimar la movilidad

electroforética por medio de velocimetría laser doppler. Básicamente el sistema de

medición es por medio de micro-electroforesis clásica es una celda con electrodos

en cada extremo al que se aplica un potencial eléctrico para desplazar las

partículas hacia el electrodo de carga opuesta y su velocidad se mide y se expresa

en unidad de intensidad de campo. El factor más importante que afecta los valores

de potencial zeta, es el pH.

II.3.4 Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM).

La técnica TEM proporcionar información sobre la topografía

(características de la superficie de un objeto), la morfología (forma y tamaño de las

partículas que componen el objeto), composición (los elementos y compuestos

que se compone el objeto y de las cantidades relativas de ellos) e información

cristalográfica (cómo están dispuestos los átomos en el objeto).

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El microscopio electrónico es un instrumento que utiliza un haz de

electrones de alta energía para examinar objetos en una escala muy fina.

Básicamente el análisis de las muestras por TEM consta de formar una corriente

de electrones al alto vacío (por cañones de electrones). Esta corriente se acelera

hacia la muestra (con un potencial eléctrico positivo), mientras que se limita y se

centra con aberturas de metal y lentes magnéticas en un haz monocromático

delgado. La muestra es irradiada por el haz y las interacciones se producen dentro

de la muestra irradiada, lo que afecta el haz de electrones. Estos detectan

interacciones y transforman la señal en una imagen. El Microscopio Electrónico de

Transmisión utilizado fue un JEOL 2010T (Figura 2.8) que se encuentra en el

Departamento de Física de la Universidad de Sonora y es operado por el Dr.

Ramón Iñiguez Palomares quien realizó los experimentos de TEM con tinción

negativa.

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Figura 2.8 Microscopio Electrónico de Transmisión (JEOL 2010T) utilizado en el

análisis de las muestras.

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II.3.4.1 Tinción negativa

La TEM con tinción negativa brinda una visión directa de la distribución del

tamaño de las partículas (asumiendo que no hay artefactos debido al pH, iones y

osmolaridad), aunque son difíciles de evaluar la lamelaridad y morfología.

La técnica de tinción negativa es un método sencillo, rápido y cualitativo

para examinar estructuras, macromoléculas individuales, virus, etc., a nivel de

Microscopía Electrónica. Debido a que la tinción negativa implica la deposición de

átomos pesados, es común el aplanamiento de las estructuras esféricas o

cilíndricas. Idealmente, la tinción negativa no debe reaccionar con la muestra

como en la 'tinción positiva' (es decir, no debe unirse a la muestra). Sin embargo,

los iones de uranilo se unirán a las proteínas y los grupos carboxilo de ácido

siálico y a grupos fosfato de ácido nucleico y lípidos. Un efecto de esto es para

inducir la agregación del material.

Preparación de las muestras

Las muestras deben ser suspendidas en un tampón adecuado.

Procedimiento tinción negativa: Soluciones.

Se requieren las siguientes soluciones para la tinción negativa.

1. Muestra solución ~ suspensión.

2. Agua desionizada o, agua doblemente destilada.

3. Tinción negativa, es decir, la solución de metales pesados: Formato de uranilo.

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Preparación de la solución de tinción negativa

Preparación de formato de uranilo.

Se pesó formato de uranilo para obtener una concentración final de 0,75%

(es decir, 7,5 mg / ml). Se vertió agua hirviendo en un pequeño vaso que contenía

el formato de uranilo pesado. Se agitó lentamente durante 5-10 min en la

oscuridad.

Se filtró la solución a través de una membrana de 0,2 ~ m. Se ajustó el pH

a 4,25 mediante la adición de NaOH 10 N. Se agitó durante otros 5 minutos en la

oscuridad. Se protegió la tinción de la oscuridad.

Procedimiento de Tinción de la muestra

En la rejilla de soporte para la muestra, se colocan una gota de 5 micro

litros de la solución / suspensión de la muestra se deja absorber durante 30-60s, y

se elimina el exceso. A continuación, se lava la rejilla de la muestra en una gota

de agua bidestilada. Después de 1s, se debe quitar cuidadosamente la gota de

agua de la rejilla. Por último, se tiñe la muestra por 1s mediante la reducción de la

rejilla con la muestra sobre una gota de solución de tinción negativa y a

continuación, se seca la rejilla. Se repite este paso una vez, esta vez, sin

embargo, se deja la tinción por 10-15s antes de secar.

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56

II.3.5 CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA RESOLUCIÓN.

La cromatografía líquida permite separar componentes en una fase líquida

a través de su paso en una fase estacionaria (columnas de separación) a un flujo

controlado y dependiendo del tipo de compuestos estos se pueden detectar ya se

por UV/visible, fluorescencia, conductividad eléctrica y electroquímica. En esta

técnica la fase móvil (líquido, o fluido supercrítico) arrastra la muestra con un flujo

constante de presión proporcionado por una bomba, hasta llegar al punto donde

se introduce la muestra. Siguiendo el flujo de presión la muestra de lleva a una

columna donde se encuentra la fase estacionaria que se trata de un sólido o un

líquido fijado en un sólido. Los componentes de la mezcla interaccionan de distinta

forma con la fase estacionaria y con la fase móvil. De este modo, los componentes

atraviesan la fase estacionaria a distintas velocidades y se van separando para

posteriormente pasar por un detector que genera una señal que puede depender

de la concentración y del tipo del compuesto (figura 2.9).

En el proceso de separación, las muestras se disuelven en una fase móvil

(FM) líquida que se hace pasar a través de una fase estacionaria (FE) inmiscible,

la cual se mantiene fija en una columna o lecho cromatográfico. Los componentes

de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la FM y FE dependiendo de la

afinidad por ambas fases, desplazándose a velocidad distinta. Lo que genera la

separación de los componentes en bandas discriminadas que pueden analizarse

cualitativamente y/o cuantitativamente (figura 2.10).

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57

Figura 2.9 Diagrama esquemático de un cromatógrafo de líquidos de alta

resolución.

Figura 2.10 Representación de la separación de dos componentes A y B.

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II.3.5.1. HPLC de Fase Reversa

En una mezcla de componentes que van a ser separados, los analitos

relativamente menos polares serán retenidos por la fase estacionaria no polar por

más tiempo que los analitos que son relativamente más polares. Por esto, el

componente más polar es el que eluye primero (Oona Mcpoli, 2009).

II.3.5.2. Estimación de la concentración de Travoprost en los liposomas.

La concentración de Travoprost se estimó utilizando un sistema HPLC

(Varian ProStar 310). La separación cromatografica se llevó a cabo en fase

reversa en una columna C18 (5µm, 250 x 3.2mm) utilizando como fase móvil

acetonitrilo (ACN):agua 70.30 (v/v), un flujo de 1ml/min y se utilizó una longitud de

onda 220nm (detector UV). El tiempo de retención fue 3.5 min y la temperatura

de la columna se mantuvo a 30°C. La concentración de Travoprost liberada fue

estimada directamente de las muestras a pH constante de 7.4

Para calcular la concentración total de Travoprost, primero se centrifugaron

las muestras a 700 gravedades por 30 minutos para precipitar los liposomas. El

sobrenadante fue separado y el precipitado fue resuspendido en 1ml de buffer

PBS. Posteriormente, se estimó la concentración del fármaco liberado por el

rompiendo de los liposomas en alcohol isopropílico en una relación en volumen de

1:4.

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A continuación, la masa de los lípidos rotos se centrifugó y aisló del resto

de la solución por ultra-centrifugación a 13.000 rpm durante 30 minutos. El

sobrenadante se diluyó 10 veces con PBS con pH 7,4 y se analizó para la

concentración total de Travoprost. Los valores totales y liberados de Travoprost

se estimaron en comparación con una curva de calibración estándar de este en

PBS, pH 7,4. La eficiencia de carga de fármaco se calculó como se indica a

continuación:

Eficiencia de unión del fármaco (EUF) = 100 x (Cantidad de fármaco retenida

(FR)/cantidad de fármaco inicial (FI))

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CAPITULO III

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En este capítulo se presentarán los resultados de la obtención de los liposomas,

su caracterización y la capacidad de encapsulación del fármaco (travoprost) en los

liposomas. Primeramente se mostrarán los resultados de microscopia óptica DIC.

Después se presentarán los resultados de tamaño hidrodinámico y carga en la

superficie de los liposomas, obtenidos mediante DLS y velocimetría doppler,

respectivamente. Enseguida se mostrarán los resultados de tamaño y morfología

observados por la técnica TEM (Tinción Negativa) y finalmente se presentará la

capacidad de encapsulación de Travoprost en los liposomas, lo cual se determinó

a través de HPLC.

Antes de realizar los análisis de microscopía DIC, se observó la apariencia

de las muestras justo después de dejarlas en refrigeración por un periodo mínimo

de 24 h, notándose que todas las muestras presentaban opacidad lo que sugiere

la presencia de liposomas grandes. Para reducir el tamaño de los liposomas

(micras a nanómetros) se realizó la extrusión de las muestras (Figura 3.1) a través

de membranas de policarbonato de tamaño de poro de 50 nm (Avanti Polar

Lipids).

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61

Figura 3.1 Extrusión de una muestra con liposomas a través de membranas

porosas.

Cuando el tamaño de los liposomas es del orden nanométrico, la solución es

transparente o semitransparente, dependiendo de la concentración de fosfolípidos.

Por lo que la apariencia de las soluciones de los liposomas fue un indicador de

cuantas veces había que realizar la extrusión (aproximadamente once veces).

III.1 Microscopía diferencial de contraste de interferencia (DIC)

En análisis de microscopía DIC se realizó en las soluciones de los liposomas

antes de realizar el proceso de extrusión y para cada una de las variantes de

liposomas obtenidos: PC, PC-PEG, y PC-PEG-Travoprost. Los liposomas con

Travoprost se analizaron a diferentes relaciones molares fármaco / lípido (0.04,

0.1 y 0.18). Todas las muestras se observaron a través un objetivo 60x. A

continuación se presentan los resultados DIC de los liposomas con las diferentes

combinaciones de los componentes.

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62

III.1.1 Liposomas de PC

La figura 3.2 presenta una imagen representativa de DIC obtenida para liposomas

de PC en ausencia de PEG y Travoprost. En esta se observa una alta

polidispersión en el tamaño de los liposomas, una forma esférica y prevalecen

tamaños menores a 5 µm. Igualmente se alcanzan a observar liposomas

cilíndricos y pocos agregados.

Figura 3.2 Imagen DIC de Liposomas de fosfatidilcolina en ausencia de PEG y/o

Travoprost. La escala corresponde a 100 µm. Las muestras se analizaron antes

de su extrusión.

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IIII.1.2 Fosfatidilcolina –Polietilenglicol.

Para examinar el efecto de polietilenglicol 2000 en la membrana de los liposomas

de PC, se prepararon liposomas con dos concentraciones diferentes de fosfolípido

(10 mM y 5 mM) y diferentes concentraciones de PEG2000 (0.5 mM, 0.253 mM y

0.125 mM). La figura 3.3 muestra una imagen representativa obtenida de una de

las combinaciones de las concentraciones evaluadas (PC 10 mM con PEG2000

0.5 mM). Como puede observarse en la imagen, aparecen liposomas de varias

formas y tamaños. Entre las que predominan la de forma esférica y de tamaño

variable. Estos liposomas esféricos aparecen igualmente formando agregados

como parte de algunos liposomas de mayor tamaño pero en forma de “rosario” o

“anillo”. Aunque menores en número, es notable igualmente, la presencia de

liposomas cilíndricos o tipo “bastón” de algunas micras de longitud. No se

observaron liposomas tipo “trenzas”.

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Figura 3.3 Imagen DIC de Liposomas de PC (10 mM) con PEG2000 (0.5 mM). La

escala corresponde a 100 µm. Las muestras se analizaron antes de su extrusión.

III.1.3 Fosfatidilcolina - PEG-Travoprost

Los ensayos de encapsulación del Travoprost se realizaron con los liposomas PC-

PEG2000 en concentraciones de 10 mM y 0.125 mM para el fosfolípido y

polímero, respectivamente. En esas condiciones, se evaluaron diferentes

concentraciones del fármaco para su encapsulación (0.04, 0.1 y 0.18 de

Travoprost) y las imágenes DIC obtenidas se detallan a continuación.

III.1.3.1 Liposomas PC-PEG2000-Travoprost (0.04)

La imagen DIC correspondiente a las muestras de liposomas con una

concentración de Travoprost de 0.04 se muestra en la figura 3.4. El tamaño de

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algunos liposomas son más grandes que los tamaños observados en los

liposomas de PC con o sin PEG2000. En la imagen se observan varios liposomas

esféricos de diámetros cercanos a 20 µm con poca presencia de liposomas

cilíndricos.

Figura 3.4 Imagen DIC obtenida para liposomas de fosfatidilcolina - PEG-

Travoprost (0.04). La escala corresponde a 100 µm Las muestras se analizaron

antes de su extrusión.

III.1.3.2 Liposomas PEG2000 – Travoprost (0.1)

En los ensayos de obtención de liposomas donde se aumentó la concentración de

Travoprost a 0.1, se mantuvo la forma esférica con diámetros más pequeños

(entre 1–3 µm) que en los liposomas donde se adicionó 0.04 del fármaco. En este

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66

caso se observó poca presencia de liposomas cilíndricos o tipo “rosario” como se

muestra en la figura 3.5. Por otra parte, la diferencia aparente es la presencia de

agregados de liposomas.

Figura 3.5 Imagen obtenida por DIC para liposomas de fosfatidilcolina - PEG-

Travoprost (0.1). La escala corresponde a 100 µm. Las muestras se analizaron

antes de su extrusión.

III.1.3.3 Liposomas PEG2000 – Travoprost (0.18)

En la obtención de liposomas PC-PEG con esta concentración de Travoprost, es

notoria la presencia de agregados de liposomas esféricos de diferentes tamaños.

De igual manera, se observaron liposomas cilíndricos de longitudes cercanas a los

100 µm. Prevalece la presencia de liposomas esféricos de diámetros cercanos a

1–3 µm con presencia de liposomas cilíndricos o tipo “rosario” como se muestra en

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67

la figura 3.6. Los liposomas gigantes que se presentan en la imagen, parecen

contener otros liposomas en su interior.

Figura 3.6 Imagen obtenida por DIC para liposomas de fosfatidilcolina-PEG-

Travoprost (0.18). La escala corresponde a 100 µm. Las muestras se analizaron

antes de su extrusión.

III.2 Carga y tamaño hidrodinámico de los liposomas

La carga eléctrica y tamaño hidrodinámico se realizó en liposomas obtenidos con

los distintos componentes que se utilizaron en el proceso de encapsulación del

fármaco, esto con el fin de determinar los cambios de carga en el proceso de

encapsulación y establecer la estabilidad de los liposomas. Es decir, se midió el

tamaño y carga en liposomas elaborados a partir de PC (1 y 5 mM), liposomas

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(PC)-PEG (0.5, 0.25 y 0.125 mM de PEG). A continuación se mostrarán los

resultados de tamaño hidrodinámico y potencial z de los liposomas obtenidos bajo

las condiciones indicadas.

Las funciones de correlación obtenidas para los diferentes sistemas

liposomales presentan una razón señal/ruido aceptable, de modo que la línea

base de la correlación se encuentra bien definida (Figura 3.7) y en buenas

condiciones para los análisis de tamaño hidrodinámico y carga.

Figura 3.7 Función de correlación obtenida de liposomas de PC-PEG-Travoprost

para la relación molar 0.04 (PC-Travosprost) a una temperatura de 25°C. Las

muestras se analizaron después de su extrusión.

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III.3 Potencial Zeta

El potencial zeta puede jugar un papel importante en el comportamiento de los

liposomas in vivo e in vitro. Generalmente, los valores de la carga en valor

absoluto (mayores a 20 mV) en la superficie de partículas se relaciona con su

estabilidad en sistemas acuosos. Por lo que los liposomas más estables frente a

la agregación y fusión se presentan cuando estos están suficientemente cargados.

En la tabla 7 se muestran los valores promedio de tamaño hidrodinámico y carga

en la superficie de los liposomas obtenidos con dos concentraciones diferentes de

PC (1 y 5 mM). Como se nota en la tabla, no hubo un cambio aparente en el

tamaño con respecto a la concentración de fosfatidilcolina (PC). Sin embargo, si

se obtuvieron cambios significativos en los valores de potencial zeta, observando

que a menor concentración de PC la carga negativa aumenta significativamente.

Tabla 7. Valores promedio de tamaño hidrodinámico y potencial zeta de liposomas

rehidratados obtenidos con diferentes concentraciones de PC.

Liposomas PC* Tamaño

d. nm

Potencial Zeta

mV

1 mM PC 107.9 ± 0.4 -23.3 ± 0.4

5 mM PC 106.7 ± 0.4 - 7.5 ± 0.04

Liposomas rehidratados con solución buffer PBS 0.001M. Mediciones después del proceso de

extrusión.

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El tamaño hidrodinámico y potencial Z también se evaluó en liposomas de

PC con PEG a diferentes concentraciones de este polímero (0.5, 0.25 y 0.125

mM). Los resultados se muestran en la tabla 8, donde se nota que los tamaños de

liposomas fueron muy similares a concentraciones de PEG 0.5 y 0.25 mM. En

cambio los liposomas obtenidos con PEG al 0.125 mM mostraron un tamaño

significativamente menor comparado con el obtenido con las otras dos

concentraciones de PEG. Con respecto a los valores de potencial zeta, se notó

que éstos aumentaron (-26 mV) a medida que se incrementó la cantidad de PEG,

lo que es consistente con lo reportado por Malvern Instruments (malverns

application notes. The use of zeta potential measurements to study sterically

stabilized liposomes.)

Tabla 8. Evaluación de tamaño y potencial zeta de liposomas-PEG a diferentes

concentración mM de PEG luego de extrusión.

Liposomas-

PEG

Tamaño

d. nm

Potencial Zeta

Mv

0.5mM 132.93 ± 0.15 -6.16 ± 0.04

0.25Mm 139.2 ± 0.45 -18.36 ± 0.12

0.125mM 105.53 ± 0.1 -26.76 ± 0.94

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A continuación se muestran algunos diagramas de distribución de tamaño y

diagramas de distribución de potencial zeta correspondientes a liposomas (PC-

PEG-Travoprost) con diferentes concentraciones del fármaco (0.04, 0.1 y 0.18),

obtenidos en la primera parte del estudio y a los cuales se les realizó el proceso

de extrusión (Figuras 3.8 y 3.9). Como se observa en los diagramas, no hay

diferencia significativa en el tamaño hidrodinámico de los liposomas con diferentes

concentraciones de Travoprost. Antes de realizar el proceso de extrusión, las

muestras mostraron tamaños heterogéneos, y los tamaños homogéneos obtenidos

después del proceso de extrusión indican que el proceso fue efectivo, el tamaño

obtenido de las mediciones realizadas fue mayor al del tamaño de poro de la

membrana utilizada durante la extrusión, quizá debido a un proceso de

percolación de los liposomas

Tampoco se observó ningún cambio en la carga de superficie de los

liposomas con las diferentes concentraciones del fármaco, lo que indica que el

fármaco no está adicionando carga a los liposomas.

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Figura 3.8 Distribución de tamaños obtenidos por DLS para liposomas de PC-

PEG-Travoprost para las relaciones molares de 0.04, 0.1 y 0.18 del fármaco. El

análisis se realizó en liposomas después de la extrusión.

PC- Travopost 0.04

PC- Travoprost 0.1

PC-Travoprost 0.18

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Figura 3.9 Potencial zeta de liposomas PC-PEG-Travoprost para las relaciones

molares de 0.04, 0.1 y 0.18 del fármaco. El análisis se realizó en liposomas

después de la extrusión.

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III.4 Estabilidad de los liposomas

La estabilidad de los liposomas se confirmó a través de la medición del tamaño

hidrodinámico con respecto al tiempo, en muestras almacenadas a temperatura de

4 °C (refrigeración). Las mediciones de tamaño en diferentes intervalos de tiempo,

S0 (Semana uno), S1 (semana dos), S2 (semana tres), S3 (semana cuatro) se

realizaron en un equipo Zetasizer nano de Malvern.

Los valores promedio del tamaño hidrodinámico de los liposomas (PC-PEG-

Travoprost) con diferentes relaciones molares del fármaco (0.04, 0.1 y 0.18) y con

respecto al tiempo (a 4 °C), se muestran en la Tabla 9. En base a los valores

promedio, se puede observar que no hay cambios considerables con respecto al

tiempo (hasta 4 semanas) en el tamaño hidrodinámico de los liposomas con

diferentes relaciones molares del fármaco y almacenados a 4 °C, éstos se

mantienen en un rango de tamaño 112-121 nm. Destacándose que en los

liposomas con una relación molar fármaco/lípido de 0.1, se mantiene

prácticamente el mismo valor del tamaño hidrodinámico (11-113 nm) durante las 4

semanas de almacenamiento a 4 °C. Por lo que los liposomas PC-PEG-

Travoprost con una relación molar fármaco/lípido de 0.1 son muy estables durante

su almacenamiento a 4°C.

El efecto de la desestabilización de vesículas se observó cuando la relación molar

fármaco/lípido superó 0,1 (figura 3.10). Esto se esperaba debido que al aumentar

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la concentración del fármaco se perturbaría la estructura de la bicapa, con

distorsión de la forma, como se informó de otro fármaco lipofílico en una vesícula

similar por Mehnert (Mehnert W, Ma der K 2001) y como fue observado por

Natarajan y cols (Natarajan et al. 2011).

Tabla 9. Diámetro de liposomas (PC-PEG-Travoprost) en función del tiempo de

almacenaje a 4°C durante 4 semanas.

Diámetro de la formulación de liposomas con diferente relación molar fármaco/lípido (D/L) durante el almacenamiento a 4°C

D/L moles/moles Semana 0 Semana 1 Semana 2 Semana 3

0.04 112.5 ± 0.152 115.5 ± 0.07 117.3 ± 0.75 121.7 ± 0.30

0.1 111.3 ± 0.23 112.8 ± 0.20 113.9 ± 0.070 111.3 ± 0.28

0.18 103.1 ± 0.435 119.7 ± 0.90 113.1 ± 0.70 112.7 ± 0.68

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Figura 3.10 Diámetro de liposomas (PC-PEG-Travoprost) con diferentes

relaciones molares droga/lípido en función del tiempo de almacenaje a 4°C

durante 4 semanas.

III.5 Eficiencia de encapsulación del fármaco en los liposomas

La eficiencia de encapsulación del fármaco en los liposomas se evaluó mediante

la determinación de la cantidad del fármaco liberado después de su rompimiento

en alcohol isopropílico en una relación alcohol:liposomas 1:4 v:v. La concentración

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de Travoprost liberada se estimó directamente de las muestras a pH constante de

7.4 (en PBS). La cuantificación del fármaco en las muestras se realizó a través de

la técnica analítica HPLC acoplada a un detector UV/Vis a 220 nm. Los valores

totales de Travoprost liberados de los liposomas se estimaron en base a una

curva de calibración con concentraciones conocidas del fármaco (1, 2, 3, 4 y 5

µg/ml) en PBS a pH 7.4, como se indica en la Figura 3.11. Tanto los controles

como las muestras se analizaron por duplicado.

Figura 3.11 Concentración del fármaco unido a liposoma. Concentración en µg/ml

(obtenidas a partir del área respectiva de los cromatogramas corresondientes a

concentraciones conocidas del fármaco).

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En base a los valores de la cantidad de fármaco en las muestras de

liposomas con las diferentes relaciones molares de éste (Travoprost), se obtuvo

que el porcentaje de encapsulación del fármaco fue en el rango de 85-90 %

del total del fármaco adicionado en las diversas formulaciones, como se indica en

la Tabla 10. Notándose que en la relación molar más alta de fármaco/Lípido (D/L)

(0.18) se obtuvo una eficiencia de encapsulación del 93%, la cual fue casi 5.3

veces más alta que la que se reportó para el ibuprofeno por Muhammed et al en

1998. Además, esta carga muy alta de Travoprost aparentemente no afectó la

estabilidad de las vesículas.

Tabla 10. Evaluación de tamaño, índice de polidispersión (IPD), potencial zeta, y

eficiencia de unión del fármaco

PC-Fármaco-

PEG

D/L

moles/moles

Tamaño

d. Nm

IPD Potencial

Zeta

mV

Eficiencia de

Unión del

Fármaco

0.04 112.4 ± 01 0.160 -25.5 ± 0.2 85%

0.1 111.3 ± 0.2 0.140 -21.3 ±0.1 90%

0.18 113.0 ± 0.1 0.12 -17.3 ± 0.07 93%

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III.6 Microscopía Electrónica de Transmisión por Tinción Negativa.

Las imágenes TEM por tinción negativa se tomaron con muestras de liposomas

(PC-PEG-Travoprost (relación molar 0.1) después de su extrusión. En las

imágenes se observan partículas de alrededor de 400 y 440 nm, redondeadas, de

contornos definidos y se pueden ver aisladas y agrupadas. El tamaño obtenido

por TEM, es un poco más grande en relación al tamaño hidrodinámico de las

partículas obtenidos por DLS y debido. Esto podría deberse a que las partículas

se encontraban aglomeradas al momento de la medición como resultado del

proceso de deshidratación de las muestras para su tinción. También se observó

que después del proceso de deshidratación de los liposomas y de la adición de la

solución de tinción, hubo un aumento de tamaño y deformación de la estructura.

Sin embargo, la apariencia de las imágenes TEM obtenidas (figura 3.12) son

semejantes a los encontrados por Grazia Sessa y Gerald Weissman en1968,

quienes reportaron que al realizar estudios con TEM de tinción negativa en

muestras de liposomas, estas se observaban como figuras de mielinas. (Figura

3.12, 3.13 y 3.14).

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Figura 3.12 Liposomas de PC-PEG-Travoprost. Análisis por TEM por tinción

negativa. Las imágenes muestran partículas de alrededor de 100 y 200 nm.

Figura de mielina

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Figura 3.13 Liposomas de PC-PEG-Travoprost. Análisis por TEM por tinción

negativa.

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Figura 3.14 Liposomas de PC-PEG-Travoprost. Análisis por TEM por tinción

negativa. Los liposomas se observan como partículas unilamelares esféricas u

ovalada de tamaño uniforme con poca aglutinación o adhesión. Después de que

los liposomas se deshidrataron y se les agrego la solución de tinción, se observó

un aumento de tamaño y deformación de la estructura.

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CAPÍTULO IV

CONCLUSIONES

Se constató la formulación de liposomas huecos, liposomas-PEG y

liposomas portadores de Travoprost en las tres formulaciones ensayadas

mediante microscopía de contraste de interferencia diferencial (DIC).

Los liposomas con PC 1 mM y PEG 0.5 mM fueron los más estables

comparados con los liposomas que se formularon utilizando otras concentraciones

de lípidos y PEG. EL aumento de la carga en la superficie de liposomas pegilados

comparado con liposomas no pegilados, indica la incorporación de PEG en las

superficie de los liposomas. En las tres relaciones molares estudiadas

(Fármaco/Fosfolípido) se obtuvieron porcentajes de encapsulación altos (>90%),

correspondiendo el valor más alto para la molar de 0.18 fármaco/lípido. En cuanto

a la estabilidad de almacenamiento (30 d a 4°C) no fue la mejor en esa relación

molar. Los liposomas más estables correspondieron a la relación de 0.1

fármaco/lípido.

Los liposomas con relación molar de 0.1 tienen un porcentaje de

encapsulación muy bueno (90%) y los estudios de estabilidad fueron favorables,

esto sugiere que es esta formulación es la que idealmente se propondría para

estudios clínicos de fase uno. Las estructuras más comunes observadas por TEM

(tinción negativa), son esférulas o figuras de mielina, que comúnmente consisten

en varias capas de lípidos separados por compartimentos acuosos. Los resultados

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de microscopía óptica, por contraste de interferencia diferencia y TEM, fueron los

esperados según lo reportado en la bibliografía revisada, y dado que tanto las

técnicas de caracterización como la técnica de síntesis se realizaron por triplicado,

la metodología es confiable y reproducible.

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