Alrededor del 60 por ciento de los medicamentos en el mercado tienen moléculas hidrófobas como ingredientes activos. Estas drogas que no son solubles en agua, puede ser difícil de formular en tabletas porque deben descomponerse en cristales muy pequeños para que el cuerpo humano los absorba.

Un equipo de ingenieros químicos del MIT ha ideado un proceso más simple para incorporar fármacos hidrófobos en comprimidos u otras formulaciones de fármacos, como cápsulas y películas delgadas. Su técnica, que implica crear una emulsión de la droga y luego cristalizarla, permite cargar una dosis más potente por tableta.

"Esto es muy importante porque si podemos lograr una alta carga de fármacos, significa que podemos hacer dosis más pequeñas que aún logran el mismo efecto terapéutico. Esto puede mejorar en gran medida el cumplimiento de los pacientes porque solo necesitan tomar un medicamento muy pequeño y sigue siendo muy eficaz. "dice Liang-Hsun Chen, estudiante de posgrado del MIT y autor principal del nuevo estudio.

Patrick Doyle, el Profesor Robert T. Haslam de Ingeniería Química, es el autor principal del artículo, que aparece hoy en Materiales avanzados .

Nanoemulsiones

La mayoría de los medicamentos constan de un ingrediente activo que se combina con otros compuestos llamados excipientes, que ayudan a estabilizar el fármaco y a controlar cómo se libera en el organismo. Las tabletas resultantes, cápsulas o películas se llaman formulaciones.

En la actualidad, para crear formulaciones de fármacos hidrofóbicos, Las empresas farmacéuticas utilizan un proceso que requiere moler el compuesto hasta nanocristales, que son más fáciles de absorber por las células humanas. A continuación, estos cristales se mezclan con excipientes. Un excipiente que a menudo se mezcla con fármacos hidrófobos es la metilcelulosa, un compuesto derivado de la celulosa. La metilcelulosa se disuelve fácilmente en agua, lo que ayuda a que las drogas se liberen más rápidamente en el cuerpo.

Este método es ampliamente utilizado, pero tiene muchas ineficiencias, según el equipo del MIT. "El paso de fresado consume mucho tiempo y consume mucha energía, y el proceso abrasivo puede provocar cambios en las propiedades de los ingredientes activos, que puede socavar los efectos terapéuticos, "Dice Chen.

Él y Doyle se propusieron encontrar una forma más eficiente de combinar fármacos hidrófobos con metilcelulosa, formando una emulsión. Las emulsiones son mezclas de gotitas de aceite suspendidas en agua, como la mezcla que se forma cuando se agita un aderezo de ensalada de aceite y vinagre.

Cuando estas gotas están en la escala de nanómetros de diámetro, este tipo de mezcla se llama nanoemulsión. Para crear su nanoemulsión, los investigadores tomaron un fármaco hidrofóbico llamado fenofibrato, que se utiliza para ayudar a reducir el colesterol, y lo disolvió en un aceite llamado anisol. Luego combinaron esta fase oleosa con metilcelulosa disuelta en agua, utilizando ultrasonidos (ondas sonoras) para crear gotitas de aceite a nanoescala. La metilcelulosa ayuda a evitar que las gotas de agua y aceite se separen nuevamente porque es anfifílica, lo que significa que puede unirse tanto a las gotas de aceite como al agua.

Una vez que se forma la emulsión, los investigadores pueden transformarlo en un gel goteando el líquido en un baño de agua caliente. A medida que cada gota golpea el agua, se solidifica en milisegundos. Los investigadores pueden controlar el tamaño de las partículas cambiando el tamaño de la punta que se usa para gotear el líquido en el baño de agua.

"La formación de partículas es casi instantánea, para que todo lo que estaba en su gota líquida se convierta en una partícula sólida sin ninguna pérdida, "Dice Doyle." Después de secar, tenemos nanocristales de fenofibrato distribuidos uniformemente en la matriz de metilcelulosa ".

Pastillas más pequeñas más droga

Una vez que se forman las partículas cargadas de nanocristales, se pueden triturar en polvo y luego comprimir en tabletas, utilizando técnicas estándar de fabricación de medicamentos. Alternativamente, los investigadores pueden verter su gel en moldes en lugar de gotearlo en agua, permitiéndoles crear tabletas de medicamentos en cualquier forma.

Usando su técnica de nanoemulsión, los investigadores pudieron lograr una carga de fármaco de alrededor del 60 por ciento. A diferencia de, las formulaciones de fenofibrato actualmente disponibles tienen una concentración de fármaco de aproximadamente el 25 por ciento. La técnica podría adaptarse fácilmente para cargar concentraciones aún más altas aumentando la proporción de aceite a agua en la emulsión. dicen los investigadores.

"Esto puede permitirnos fabricar medicamentos más efectivos y más pequeños que sean más fáciles de tragar, y eso puede ser muy beneficioso para muchas personas que tienen dificultad para tragar drogas, "Dice Chen.

Este método también se puede utilizar para hacer películas delgadas, un tipo de formulación de fármaco que se ha utilizado más ampliamente en los últimos años. y es especialmente beneficioso para los niños y las personas mayores. Una vez que se hace una nanoemulsión, los investigadores pueden secarlo en una película delgada que tiene nanocristales de fármacos incrustados en ella.

Se estima que alrededor del 90 por ciento de los fármacos que se están desarrollando actualmente son hidrófobos, por lo que este enfoque podría potencialmente usarse para desarrollar formulaciones para esos medicamentos, así como medicamentos hidrofóbicos que ya están en uso, dicen los investigadores. Muchos medicamentos de uso generalizado, incluyendo ibuprofeno y otros medicamentos antiinflamatorios como ketoprofeno y naproxeno, son hidrofóbicos.

"La flexibilidad del sistema es que podemos elegir diferentes aceites para cargar diferentes medicamentos, y luego convertirlo en una nanoemulsión usando nuestro sistema. No necesitamos hacer mucha optimización de prueba y error porque el proceso de emulsificación es el mismo, "Dice Chen.