autor yasmany orfe sardiñas tutoras: msc. vivian ruz

FACULTAD DE QUIMICA-FARMACIA DEPARTAMENTO DE FARMACIA

Tesis en opción al Título de Licenciado en Ciencias Farmacéuticas

Estudio de compatibilidad G0/excipientes mediante

métodos isotérmicos y no isotérmicos

Autor: Yasmany Orfe Sardiñas Tutoras: MSc. Vivian Ruz Sanjuan Dra. Mirtha Mayra González Bedia

Santa Clara – 2014

Hago constar que el presente trabajo de diploma fue realizado en la Universidad

Central “Marta Abreu” de Las Villas como parte de la culminación de estudios de

la especialidad de Ciencias Farmacéutica, autorizando a que el mismo sea

utilizado por la Institución, para los fines que estime conveniente, tanto de forma

parcial como total y que además no podrá ser presentado en eventos, ni

publicados sin autorización de la Universidad.

Firma del Autor

Los abajo firmantes certificamos que el presente trabajo ha sido realizado según

acuerdo de la dirección de nuestro centro y el mismo cumple con los requisitos

que debe tener un trabajo de esta envergadura referido a la temática señalada.

Firma del Tutor Firma del Jefe de Departamento donde se

defiende el trabajo

Firma del Responsable de Información Científico-Técnica

Me gusta el espíritu científico, el estar seguro, pero no demasiado seguro, la disposición para abandonar ideas cuando la evidencia está contra ellas. Esto es en esencia hermoso. Le da siempre al hombre, a la vida, la posibilidad de comenzar de nuevo tras una conjetura herrada.

Walt Whitman

A mi abuela Dolores Margarita Eugelles y a mis hermanos Ricardito, Nayális, Grislany y José Manuel .

A mis tías y tíos. A mi mamá A mis tutoras. A mis amigos de siempre: Grisel Torres Pla, Bárbara Danay Rivero González, Marcia y especialmente a Dianelys. A mi familia en general por haber contribuido de una manera u otra en la realización de mis estudios y por haberme apoyado en todas mi decisiones, a mis amistades en general.

Resumen

RESUMEN

El propósito del presente trabajo fue evaluar la compatibilidad del 2-(2-nitrovinil)

furano (G-0), ingrediente farmacéutico activo (IFA) con actividad farmacológica

como antiprotozoario en fase preclínica, con excipientes farmacéuticos de uso

común en formas sólidas (Lactopress, Manitol, Dextrosa, Avicel PH102, Almidón

de trigo, Sacarosa, Cloruro de sodio y DI-CAFOS), así como con excipientes

empleados como agentes solubilizantes y estabilizantes, como la Dimetil-beta-

ciclodextrina, Hidroxipropil-beta-ciclodextrina, Sulfobutil éter-beta-ciclodextrina y

Sílica mesoporosa ordenada (SBA-15). La Calorimetría Diferencial de Barrido fue

utilizada primeramente para detectar de forma rápida variaciones en las

temperaturas de los picos y/o la entalpía asociada a diez mezclas físicas

IFA/excipiente (1:1), que pudieran indicar signos de interacción. Adicionalmente

se sometieron las mezclas a estrés isotérmico con el objetivo de acelerar las

posibles interacciones y detectar incompatibilidades en un corto plazo. Las

muestras envejecidas se analizaron mediante Cromatografía Líquida de Alta

Eficacia (CLAE), Espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FT-IR) y

nuevamente se evaluaron por DSC. Las mezclas también fueron evaluadas desde

el punto de vista organoléptico. El empleo de estas técnicas permitió confirmar la

incompatibilidad del G-0 con Sílica Mesoporosa ordenada (SBA-15), DI-CAFOS y

Avicel PH102, los cuales deberán evitarse en el desarrollo de futuras

formulaciones del fármaco y la posibilidad de incluir con seguridad en ellas a las

tres ciclodextrinas evaluadas.

Abstract

Abstract The aim of the present work was to evaluate the compatibility of 2-(2-nitrovinyl)

furan (G-0), an Active Pharmaceutical Ingredient (API) with pharmacological

activity as antiprotozoal agent in preclinical phase, with pharmaceutical excipients

of common use in solid dosage forms (Lactopress, Mannitol, Dextrose, Avicel

PH102, Wheat Starch, Saccharose, Sodium chloride, and DI-CAFOS), as well as

with excipients used as solubility and stability agents, such as Dimethyl-beta-

cyclodextrin, Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, Sulfobutyl ether-beta-cyclodextrin

and Ordered Mesoporous Silica (SBA-15). Differential Scanning Calorimetry was

used firstly to detect variations in the temperature of the picks and/or the

enthalpies associated for ten physical mixtures API/excipient (1:1) that could

indicate signals of interaction. Additionally the samples were subjected to an

Isothermal Stress Testing with the objective to accelerate the possible interactions

and detect incompatibilities in a short term. The aged samples were analyzed by

High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Infrared Spectroscopy with

Fourier Transformed (FT-IR), and then they were evaluated again by DSC.

Additionally, the mixtures were evaluated by visual inspection. The use of these

techniques allowed to confirm the incompatibility of G-0 with Ordered Mesoporous

Silica (SBA-15), DI-CAFOS and Avicel PH 102, which should be avoided in the

future formulations of the API and the possibility to include in them the three

cyclodextins evaluated.

Índice

RESUMEN

INTRODUCCIÓN……….....……………………………………………………...………1

CAPÍTULO 1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA………………………………….………..5

1.1 Compatibilidad fármaco/excipiente………………………………………………5

1.1.1 Características de los estudios de Compatibilidad…………………...…..5

1.1.2 Condiciones de desarrollo de los estudios de compatibilidad……….…10

1.1.3 Técnicas empleadas para monitorear la compatibilidad

fármaco/excipiente…………………………………………………………...11

1.2 El G-0………………………………………………………………………..….….14

1.2.1 Actividad Biológica………………………………………………………......14

1.2.2 Toxicidad………………………………………………………………….…..17

1.2.3 Propiedades químico-físicas y tecnológicas………………………….......17

1.3 Excipientes farmacéuticos……………………….……………………………....20

CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS……….…………………………………28

2.1 Métodos…………………………………………………………….……………....29

2.1.1 Tratamiento previo a las materias primas sujetas a estudio……..………29

2.1.2 Calorimetría Diferencial de Barrido.............................…………………….29

2.1.3 Procedimiento para la preparación de las mezclas físicas para el estrés

isotérmico………………………………………………………………………30

2.1.3.1 Preparación de las mezclas físicas..………………………………….…30

2.1.3.2 Procedimiento para estrés isotérmico…………………………………...30

2.1.3.3 Procedimiento para preparar la solución de NaCl..…………………...30

2.1.4 Evaluación de las muestras por CLAE……….………………………….…30

2.1.4.1 Preparación de muestras para análisis………………………………....30

2.1.4.2 Condiciones Cromatográficas…………………………………………....31

2.1.4.3 Procedimiento para la preparación de la curva de calibración…….....31

2.1.5 Evaluación de las muestras sometidas a estrés isotérmico por DSC…...32

2.1.6 Evaluación de las mezclas sometidas a estrés isotérmico por FT-IR…...32

2.1.7 Evaluación organoléptica de las mezclas sometidas a estrés

isotérmico…………………………………………………………………………......32

2.1.8 Evaluación estadística de los resultados……………………………….….32

Índice

CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………....33

3.1 Mezcla G-0/MPSílica……………………………………………………………..33

3.2 Mezcla G-0/DI-CAFOS…………………………………………………………...37

3.3 Mezcla G-0/Lactopress……………………………………………………….…..41

3.4 Mezcla G-0/Dextrosa anhidra……………………………………………….…..45

3.5 Mezcla G-0/Avicel PH102…………………………………………………….….48

3.6 Mezcla G-0/Manitol…………………………………………………………….…53

3.7 Mezcla G-0/Sacarosa………………………………………………………….…55

3.8 Mezcla G-0/Cloruro de sodio……………………………………………….……58

3.9 Mezcla G-0/Almidón de trigo…………………………………………………..…61

3.10 Mezcla G-0/DM-betaCD………………………………………………………...64

3.11 Mezcla G-0/HP-beta-CD…………………………………………………….….68

3.12 Mezcla G-0/SBE-beta-CD……………………………………………………....70

CONCLUSIONES…………………………………………………………………….....73

RECOMENDACIONES………………………………………………………………...73

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………….74

ANEXOS

Introducción

Yasmany Orfe Sardiñas

Estudio de compatibilidad de G-0 con excipientes mediante métodos isotérmicos y no

isotérmicos. Página 1

Introducción

La familia química de los 2-furiletilenos presenta un amplio espectro

antimicrobiano, antiparasitario y antifúngico, con posibilidades de uso en medicina

humana y veterinaria. Específicamente el 2-(2-nitrovinil) furano (G-0), sintetizado

en el Centro de Bioactivos Químicos a partir de un derivado de la caña de azúcar,

exhibe una potente actividad antiprotozoaria frente a Eimeria tenella y puede ser

empleado en el tratamiento y profiláxis de la enfermedad asociada conocida como

coccidiosis. La coccidia puede afectar a animales de granja, especialmente aves

de corral y conejos, animales domésticos y menos frecuentemente, al hombre,

causando diarrea, pérdida de peso y mortalidad variable [1]. Las pérdidas

económicas generadas por la coccidiosis debido a la mortalidad, bajo desarrollo,

costos en prevención y tratamiento, han sido sustanciales en el mundo entero,

alcanzando varios cientos de millones de dólares anualmente. Se conoce que

existen pocos fármacos anticoccidianos formulados y aprobados en el mercado

como premezcla, y esto en parte explica su elevado costo. Por esta causa resulta

importante desarrollar nuevos productos con igual o superior potencia y toxicidad

comparable o menor a los ya existentes.

La familia de los 2-nitrovinilfuranos, incluyendo el G-0, ha mostrado actividad

farmacológica importante frente a Leishmania spp. y Tripanosoma cruzi. La

leishmaniosis es una enfermedad causada por protozoos del género Leishmania.

Incluye alrededor de 20 especies patógenas que afectan a humanos y animales.

Están presentes en 88 países, con un reporte anual de 1.5-2 millones de nuevos

casos y 350 millones de personas teniendo el riesgo de infectarse cada año. Los

derivados de antimonio pentavalente han sido los medicamentos de elección,

aunque ellos no son efectivos frente a todas las especies y el número de ellas que

desarrolla resistencia microbiana se incrementa cada año. Los efectos

secundarios son causa frecuente de la interrupción de los tratamientos. La

Anfotericina B y la pentaminidina han sido usados también pero debido a su

elevada toxicidad se reservan para casos de protozoos resistentes a los derivados

de antimonio. El G-0 mostró un efecto inhibidor en el crecimiento de los

promastigotes de Leishmania y un efecto letal a concentraciones

Introducción




considerablemente bajas. Resultó ser menos activo que Anfotericin B, pero más

activo que Glucantime ® (Antimoniato de Meglumina).

El Tripanosoma cruzi es el agente etiológico de la Enfermedad de Chagas y es

considerado un problema de salud en América Latina. Se transmite mediante la

picadura de insectos hematófagos y produce aproximadamente 50,000 muertes

por año. Solamente existe un fármaco disponible en el mercado para su

tratamiento desde 1975: benznidazol. Los estudios realizados empleando cultivos

de Tripamosoma cruzi en una línea celular de mioblastos de ratas mostraron que

G-0 es más efectivo que benznidazol [2].

Estudios de preformulación han demostrado que el 2-(2-nitrovinil) furano presenta

baja estabilidad en agua y que puede sublimar y dimerizarse a temperatura

ambiente al exponerse a la luz en estado sólido. La estabilidad del mismo es

también pobre cuando se mezcla con cierto número de excipientes y

componentes del pienso animal [3]. Los estudios de compatibilidad son una

herramienta eficaz y de vital importancia en la obtención de formulaciones de

adecuada estabilidad. Sin embargo no existe un protocolo establecido disponible

con tal propósito. La mayoría de los métodos reportados presentan baja

capacidad predictiva. La Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), ha sido

ampliamente utilizada en la evaluación de interacciones fármaco-excipiente, sin

embargo las interpretaciones deben realizarse con mucho cuidado, en ocasiones

pueden malinterpretarse los resultados o resultar inconclusos, por lo que es

conveniente el apoyo de otras técnicas. Las pruebas de estrés isotérmico (IST)

involucran el almacenamiento de mezclas fármaco-excipiente con o sin humedad,

a elevadas temperaturas (40-50ºC) por un período de 3 a 4 semanas para

acelerar el envejecimiento del fármaco y las posibles interacciones con los

excipientes. IST tiene aplicaciones específicas cuando las interacciones pueden

observarse visualmente y cuando el contenido del fármaco puede ser

determinado cuantitativamente. Sin embargo son métodos por lo general

laboriosos y requieren más tiempo. Idealmente deberían ser usadas ambas

técnicas (DSC e IST) en combinación durante el estudio de compatibilidad [4].

Introducción




Dos estudios anteriores evaluaron la compatibilidad del G-0 con excipientes. En el

primero de ellos se evaluaron excipientes como la dextrosa, la sacarosa, el

cloruro de sodio y la lactosa, entre otros y componentes del pienso animal. Sin

embargo se utilizó una técnica espectrofotométrica UV-Vis (no separativa) y

condiciones suaves de almacenamiento [5]. Un segundo estudio se encargó de la

evaluación de la compatibilidad con varios polímeros y dos derivados de la beta-

ciclodextrina, para lo cual se utilizó la Cromatografía en Capa Delgada (CCD) y

DSC para la detección de incompatibilidades. Como resultado solamente fueron

halladas compatibles (cualitativamente) durante 3 meses la Hidroxipropil-beta-

ciclodextrina y la Sulfobutiléter-beta-ciclodextrina, cuyas mezclas con G-0 se

habían almacenado a temperatura ambiente y en desecadora [6]. Sin embargo no

se conoce hasta el momento desde el punto de vista cuantitativo, la estabilidad

química del G-0 en mezcla con estas ciclodextrinas.

Teniendo en cuenta las características del G-0, así como la necesidad de

desarrollo de futuras formulaciones estables y las ventajas de la combinación de

los métodos mencionados en la detección de incompatibilidades, en nuestro

trabajo proponemos,

Problema Científico

No se han encontrado excipientes compatibles con G-0, que permitan la

elaboración de formas sólidas de dosificación, para uso en humanos y en

medicina veterinaria.

Hipótesis

Si se realizan ensayos isotérmicos y no isotérmicos, se podrá establecer la

compatibilidad entre el G-0 y excipientes de uso farmacéutico en breve tiempo

mediante ensayos cuantitativos y cualitativos.

Introducción




Objetivo Generalː

Determinar la compatibilidad cualitativa y cuantitativa del G-0 con excipientes

farmacéuticos, empleando métodos isotérmicos y no isotérmicos.

Objetivos Específicosː

1. Realizar un tamizaje cualitativo, empleando Calorimetría Diferencial de

Barrido (DSC) para la detección de posibles interacciones G-0/excipiente

en mezclas frescas.

2. Desarrollar un estudio en condiciones aceleradas en mezclas binarias,

mediante Cromatografía líquida de alta eficacia (CLAE), auxiliado por

espectroscopia infrarroja, DSC y análisis organoléptico para establecer

criterios de compatibilidad entre el G-0 y un grupo de excipientes.

Capítulo 1: Revisión bibliográfica




Capítulo 1 Revisión bibliográfica 1.1 Compatibilidad

Los estudios de compatibilidad fármaco excipiente son de vital importancia en el

desarrollo de una preformulación farmacéutica ya que pueden garantizar una

forma de dosificación estable tanto física, química como farmacológicamente.

1.1.1 Características de los estudios de Compatibilidad

Los estudios de compatibilidad encuadrados dentro de la preformulación

farmacéutica consisten en la evaluación de la estabilidad del fármaco en

presencia de aquellos excipientes que previsiblemente entrarán a formar parte de

la forma farmacéutica y su objetivo principal consiste en la detección, en un

tiempo relativamente corto, de posibles interacciones físico-químicas entre el

fármaco y las sustancias auxiliares que podrían incluirse en la formulación, así

como entre el ingrediente farmacéutico activo y otros elementos que intervengan

en la elaboración de la forma de dosificación. Las principales limitaciones de los

estudios de compatibilidad incluyen:

- Limitada capacidad para predecir todos los mecanismos de reacción.

- Diseño abierto que puede derivar en expansión de los estudios (demasiado

largos).

- Consideraciones pragmáticas de tiempo y recursos en ocasiones limitan la

extensión y profundidad del ensayo de compatibilidad a desarrollarse.

Por lo tanto, mientras los estudios de compatibilidad representan una herramienta

vital de tamizaje para identificar y evitar incompatibilidades sustanciales durante la

selección de la formulación, sus limitaciones inherentes y baja tolerancia

(concentración aceptable) para las impurezas en los productos farmacéuticos,

frecuentemente requieren estudios más detallados después de desarrollar la

formulación y su proceso de selección.

El éxito de una formulación, para proporcionar un medicamento estable y eficaz,

depende en gran medida de la cuidadosa selección de los excipientes. Estos se





seleccionan de acuerdo con la forma farmacéutica que se desea desarrollar, y

dentro de una misma forma farmacéutica se tiene que considerar la estructura

química y las características físico- químicas y de estabilidad del fármaco y de los

excipientes, así como las exigencias farmacotécnicas y biofarmacéuticas del

fármaco. A modo de ejemplo, si la estructura química del fármaco incluye una

función de amina primaria, es aconsejable no combinarlos con excipientes tipo

monosacáridos y disacáridos para evitar las reacciones amino – aldehído o

amino- acetal (reacciones de Maillard), que se ponen de manifiesto por un cambio

en la coloración de fácil detección [7].

Las fuentes de incompatibilidad química en una formulación pueden ser diversas,

entre ellas se citan:

1 Reacción directa con el excipiente: La interacción directa de fármaco y

excipiente tiene lugar cuando un grupo funcional en la molécula de fármaco

está involucrado en la reacción con un grupo funcional en el excipiente que

resulta en la formación del enlace entre las dos moléculas. El ataque

nucleofílico por el grupo amina de la molécula de fármaco en el grupo

carbonilo de un azúcar reductor es un ejemplo típico de esta reacción directa

entre el fármaco y el excipiente. Hay muchos ejemplos en la literatura

farmacéutica donde los fármacos con grupos amina y la lactosa están

involucrados en una reacción de Maillard. Dicha reacción es generalmente

seguida por reordenamiento de Amadori y luego posterior descomposición

del producto de transposición de Amadori, que conduce a productos

múltiples tales como compuestos de carbonilo, furanos, derivados de amida

del fármaco, pirroles y otros heterociclos. Algunos de estos productos tienen

un color marrón amarillento y por lo tanto la reacción de Maillard se conoce

como "browning-reaction".

2 Acción catalítica del excipiente: En este escenario, el excipiente incrementa

la velocidad de degradación del fármaco, pero no se enlaza finalmente al

mismo. Por definición de un catalizador, el papel del excipiente en este

caso es reducir la energía de activación de la reacción, pero se mantiene





inalterado al final de dicha reacción. Las cefalosporinas sufren una

reacción degradativa catalizada por carbohidratos y polialcoholes. La

velocidad de degradación hidrolítica de cefaloridina, cefalotina y cefazolina

fue acelerada por la presencia de glucosa, la cual fue directamente

proporcional a la concentración de iones hidroxilo en el intervalo de pH de

6.5 a 11. A medida que el pH de la solución se incrementaba, también lo

hacía la fracción alcóxido. Una adecuada comprensión de los mecanismos

de reacción potenciales y sus cinéticas en el estado líquido, pueden ayudar

a delinear la estabilidad observada en el estado sólido. Por ejemplo, la

velocidad de hidrólisis del metil éster del profármaco DMP-754 se

incrementó sustancialmente en mezclas binarias con lactosa anhidra.

Anteriormente se había demostrado que la lactosa incrementaba la

hidrólisis de este compuesto en disolución, por lo que se propuso un

mecanismo de catálisis nucleofílica para el efecto de la lactosa extrapolado

al estado sólido.

3 pH del microambiente: La degradación de muchos fármacos en disolución es

función del pH de dicha disolución. Para estos compuestos la velocidad de

degradación en la forma de dosificación sólida es también afectada por el pH

microambiental. Este está determinado por el ingrediente activo y los

excipientes de la formulación. Los excipientes pueden tener una superficie

acídica o básica en dependencia de su naturaleza química y composición.

Los excipientes que presentan grupos ionizables actúan como modificadores

de pH y pueden tener un impacto significativo en el pH de la formulación. El

estearato de magnesio imparte un pH básico en su microambiente y puede

contribuir a la inestabilidad de fármacos sensibles al medio básico. Los

excipientes modificadores del pH pueden dar lugar a la formación de la

forma libre ácida o básica de fármacos en forma de sal. Si la forma libre es

más inestable que la salina, puede derivar en un incremento en la

degradación. Por otra parte, la forma libre puede ser volátil y por lo tanto

puede perderse por sublimación a partir de la forma de dosificación, dando

lugar a un balance de masas que no se corresponde con la presencia de





productos de degradación. Entre los excipientes con grupos ionizables se

incluyen desintegrantes (croscarmelosa sódica y almidón glicolato sódico),

sustancias de relleno (carbonato de calcio y fosfato dicálcico) y lubricantes

(Estearato de magnesio y Acido esteárico) [8].

4 Interacciones entre el fármaco y las impurezas provenientes de los

excipientes:

Los estudios mecanísticos de degradación de fármaco en formas de

dosificación sólidas resaltan la importancia de las interacciones del fármaco

con impurezas presentes en excipientes. Predominan entre estas

reacciones, en las que intervienen peróxidos (en excipientes como PVP,

PEG, Hidroxipropilcelulosa y polisorbato), aldehídos, ácidos y metales, los

cuales se pueden encontrar en forma de trazas. La siguiente tabla es una

muestra de las impurezas que pueden estar contenidas en algunos

excipientes de uso común en formas sólidas de dosificación, así como las

reacciones en las que pueden verse involucrados.





Tabla 1. Impurezas presentes en excipientes farmacéuticos y reacciones

involucradas.

Ejemplo de

Excipiente

Impurezas Reacciones

Lactosa Glucosa, furfural,

ácido fórmico, ácido

acético, y

potencialmente otros

aldehídos.

Reacciones de Maillard,

condensación de Claissen-Schmidt

de su impureza hidroxilmetil-2-

furfuraldehído y catálisis de hidrólisis

Celulosa

microcristalina

(Avicel)

Glucosa,

formaldehído, nitritos

y nitratos.

Incremento de la hidrólisis como

resultado de la adsorción de agua,

reacción de Maillard con glucosa

residual, adsorción de fármacos

básicos e incompatibilidades no

específicas debido a la capacidad de

formar puentes de hidrógeno.

Almidón Formaldehído,

nitritos y nitratos.

Aldehídos terminales del almidón

pueden reaccionar con hidracina

perteneciente a la hidralacina HCl,

reacciones mediadas por la

humedad, puede adsorber fármacos

y reaccionar con formaldehído

resultando en reducción de la

funcionalidad de un desintegrante.

Dióxido de sílice Metales pesados Puede funcionar como ácido de

Lewis en condiciones anhidras y

puede adsorber fármacos.

Es una experiencia común que los fármacos que presentan inestabilidad

inherente exhiben mayor degradación en la forma de dosificación sólida (debido a

la mezcla con otras sustancias). Los productos de degradación son usualmente

los mismos que los del IFA, pero la velocidad a la cual se forman es

significativamente superior que para el IFA sin mezclar. Como se explicó

anteriormente, esto puede atribuirse a catálisis química causada por el excipiente

o debido a su efecto sobre el pH del microambiente. Sin embargo, los excipientes

pueden en ocasiones acelerar degradación del fármaco mediante mecanismos no





químicos. La degradación del fármaco en estado sólido usualmente tiene lugar en

regiones desordenadas, en defectos de cristales o en la superficie de los cristales.

La elevada movilidad en las regiones desordenadas resulta en una degradación

más rápida que en la estructura cristalina. Además en estas regiones por lo

general existe un mayor contenido de humedad debido a la humedad absorbida,

la cual acelera la velocidad de degradación en aquellos sitios menos ordenados

donde el agua actúa como reactante (hidrólisis). La energía mecánica aplicada

durante el procesamiento de formulaciones sólidas puede traer como resultado

disrupción de la cristalinidad del IFA y la formación de dispersiones amorfas de

una pequeña fracción del fármaco en excipientes amorfos. La exposición del IFA

a fuerzas de corte durante el procesamiento puede ser mejorada por la adición de

agentes abrasivos, como el dióxido de sílice coloidal. Aunque la fracción de

fármaco en estado amorfo pueda ser pequeña, en ocasiones por debajo de los

límites detectables para los instrumentos analíticos comunes, esto genera un

impacto medible en la estabilidad de la forma de dosificación si se tiene en cuenta

que los límites de especificación aceptables para los productos de degradación en

la forma farmacéutica son típicamente muy bajos.

1.1.2 Condiciones de desarrollo de los estudios de compatibilidad

Para la realización de los estudios de compatibilidad se suelen analizar a lo largo

del tiempo mezclas binarias fármaco/excipiente, almacenadas en condiciones

forzadas de humedad y temperatura para acelerar la detección de posibles

interacciones. Si se detecta una interacción en muestras sometidas a estas

condiciones forzadas, esta puede ser comprobada utilizando condiciones

normales de almacenamiento y aplicando la misma duración del ensayo. No

existen normas relativas a las proporciones en que el fármaco y el excipiente

intervienen en las mezclas, si bien es aconsejable que se aproximen a las que,

previsiblemente, se encuentran en la forma farmacéutica final [7].





1.1.3 Técnicas empleadas para monitorear la compatibilidad

fármaco/excipiente

Técnicas de Análisis Térmico

Las técnicas de Análisis térmico han sido ampliamente utilizadas en la detección

rápida de incompatibilidades entre componentes sólidos. La Calorimetría

Diferencial de Barrido (DSC) es una técnica en la que se miden las diferencias en

la cantidad de calor entre una sustancia y una referencia en función de la

temperatura de la muestra, cuando las dos están sometidas en un programa de

temperatura controlado.

El DSC ha sido hasta ahora el método más utilizado de todos los métodos

térmicos para los estudios de compatibilidad. En él se generan las curvas de DSC

de los componentes puros y las mezclas físicas. En ausencia de interacciones las

curvas de DSC de las mezclas deben consistir en la suma de los patrones

correspondientes a los componentes individuales. Si ocurre interacción, esta se

manifiesta en la curva de la mezclas como aparición de picos nuevos o por la

desaparición de uno o más picos de los componentes principales. Los cambios

en la forma del pico, temperatura de inicio o temperatura máxima del pico son

modificaciones que también pueden considerarse. Esta variante asume que el

área del pico de fusión y el calor de fusión del fármaco en la mezcla disminuyen

cuando ocurre una incompatibilidad [9].

Entre las ventajas que reporta el empleo de esta técnica para evaluar la

compatibilidad fármaco/excipiente se citan:

1. Se trabaja con pequeñas cantidades de muestras.

2. Consume poco tiempo. No requiere almacenamiento de las muestras por

periodo prolongados.

3. No es necesario un ensayo indicador de estabilidad. Se han reportado muchos estudios de compatibilidad realizados por DSC

teniendo en cuenta la rapidez con que se desarrolla el método, entre ellos el

desarrollado para la determinación de incompatibilidades en mezclas binarias

entre ketoprofeno con polivinilpirrolidona (PVP) y Estearato de Magnesio [10] , β-





lapachone y Fosfato de calcio dihidratado [11]; aunque en muchos casos los

resultados no fueran conclusivos, por lo cual debieron corroborarse empleando el

método de estrés isotérmico, como el realizado entre nateglinide y varios

diluentes de uso común en tabletas [12] y moxifloxacino con sorbitol, manitol y

dextrosa [13] metronidazol con excipientes farmacéuticos [14].

Las razones de estos resultados no concluyentes pueden atribuirse al empleo de

temperaturas y velocidades de calentamiento elevado ¨irreal¨, la ausencia de

condiciones de humedad elevadas y la dificultad en la interpretación de las curvas

de DSC.

En este sentido los autores recomiendan el empleo de la técnica de DSC en

combinación con el estrés isotérmico de las muestras por períodos de tiempo

cortos (3-4 semanas) para hacer más fácil la evaluación de las curvas de DSC

[15].

Otras técnicas de análisis térmico empleadas en estudios de compatibilidad

incluyen el Análisis Térmico Diferencial (DTA). Esta técnica mide la diferencia de

temperatura entre una sustancia y el material de referencia cuando estos se

someten a un programa de temperatura controlado.

El DTA encuentra amplia utilización en la determinación del comportamiento

térmico y de la composición de productos naturales y manufacturado [16]. Este

método tiene gran aplicación en los estudios de compatibilidad de formas

farmacéuticas sólidas. En la literatura aparecen reportados muchos estudios de

compatibilidad que son desarrollados por este método, como el caso del estudio

de compatibilidad entre nitroimidazoles y excipientes [17], penicilinas y ácido

esteárico [18], entre otros.

Entre sus principales limitaciones se incluyen: prefusión, pérdida de solvente

residual y degradación térmica [19]. Por ejemplo, la famotidina muestra

degradación térmica, en el estado sólido, cuando se somete a estrés isotérmico

por largos períodos en una atmosfera inerte, entre 130 °C y 155 °C, antes del

inicio de la fusión.





Por su parte, las pruebas que conllevan estrés isotérmico (IST) involucran el

almacenamiento de mezclas fármaco-excipiente con o sin humedad, a elevadas

temperaturas (40-50ºC) por un período de 3 a 4 semanas para acelerar el

envejecimiento del fármaco y las posibles interacciones con los excipientes. IST

tiene aplicaciones específicas cuando las interacciones pueden observarse

visualmente y cuando el contenido del fármaco puede ser determinado

cuantitativamente. Sin embargo presenta algunas limitaciones, entre las que se

encuentran que son métodos por lo general laboriosos y requieren más tiempo,

por lo que deberían ser usadas ambas técnicas (DSC e IST) en combinación

durante el estudio de compatibilidad [12].

Técnicas cromatográficas

Los métodos cromatrográficos se emplean para el análisis cuantitativo y

cualitativo de mezclas binarias fármaco/excipiente luego de someterlas a

condiciones de estrés isotermico. Entre estas técnicas se encuentran la

Cromatografia en Capa Delgada (CCD), Cromatografia de gases (CG) y

Cromatografia Líquida de Alta Eficacia (CLAE) [12] , siendo esta última la más

utilizada debido a su versatilidad, elevada precisión, alta sensibilidad y

especificidad [20].

Entre sus principales desventajas se encuentran el tiempo que se requiere para el

desarrollo del método, se necesita mayor cantidad de muestras y empleo de

solventes.

Técnicas espectroscópicas

La espectroscopía del infrarrojo, como tal o en la modalidad Transformada de

Fourier (FT-IR), puede proporcionar datos cualitativos y cuantitativos de

interacciones del farmaco con distintos excipientes. El espectro infrarrojo de un

compuesto orgánico proporciona una huella única con unas caracteristicas que se

distinguen facilmente del resto de los compuestos; sólo los isómeros ópticos

absorben exactamente de la misma manera. Su elevada selectividad hace posible





la cuantificacion de una mezcla compleja, no siendo necesaria una separación

previa [16].

Esta técnica ha sido utilizada exitosamente en los estudios de compatibilidad

fármaco/excipiente, para lo cual se compara el espectro del ingrediente activo con

el de la mezcla, para evaluar la presencia de las bandas pertenecientes al

fármaco así como la aparición de nuevas bandas correspondientes a una nueva

entidad química producida por alguna interacción fármaco/excipiente. Por

ejemplo, en un estudio de compatibilidad entre glipizida y estearato de magnesio

las espectroscopia infrarroja resultó determinante, ya que las curvas de DSC de la

mezla binaria de ambos componentes sugerian algun tipo de imcompatibilidad; sin

embargo, al desarrollar los espectros infrarrojos, solamente aparecieron las

bandas correspondientes a la glipizida, por lo que en ausencia de bandas extras,

se concluyó la no existencia de interacción química entre ellos [21].

1.2 El G-0

El 2-(2-nitrovinil) furano (G-0) es un compuesto que se sintetiza en el Centro de

Bioactivos Químicos de la Universidad Central de Las Villas a partir de

nitrometano y furfural, en presencia de la isobutilamina, utilizada como

catalizador.

1.2.1 Actividad Biológica

Se le ha reportado actividad antinflamatoria, antifúngica [22], [23] y

antiprotozoaria. Se obtuvo una patente basada en estudios de actividad tanto ¨in

vitro¨ como ¨in vivo¨ frente a un protozoo del género Eimeria (Eimeria tenella),

causante de la coccidiosis. Esta es una enfermedad producida por parásitos

protozoarios llamados coccidias, pertenecientes al género Eimeria y Phylum

Apicomplexa. Afecta a la mayoría de los animales criados comercialmente para

fines alimenticios, particularmente a las aves de corral, tales como pavos, patos,

gallinas entre otras y mamíferos domésticos como ovejas, vacas y cerdos.

Entre 1990 y 2001 la producción mundial de carne de ave creció de 40,8 millones

de toneladas a 70,3 millones, o sea alrededor de un 72 %. Este notable





crecimiento refleja no sólo el constante incremento de la demanda, sino también

el éxito de la selección, la cría, el procesado posterior y la comercialización.

Obviamente la carne de ave se ha convertido en una de las dietas más atractivas,

no sólo en las sociedades post industriales, sino también en los países en vías de

desarrollo. Los productores han sido capaces de ofrecer un artículo de alta calidad

a un precio atractivo que sintoniza con la demanda de los consumidores [24].

Son varias las especies que causan la coccidiosis, provocando desde lesiones y

pérdidas económicas ligeras hasta pérdidas severas con alta mortalidad [25], [26].

Se transmite por contacto directo o indirecto con los excrementos de aves

infectadas. Cuando un ave adquiere la coccidia mediante ingestión, el

microorganismo invade la mucosa intestinal causando daños en los tejidos según

se va reproduciendo. Una semana después de la infección, la coccidia produce

descendientes inmaduros, llamados oocitos. Los oocitos, expulsados con los

excrementos, no pueden infectar a otra ave a no ser que pasen por un proceso de

maduración (esporulación) en el material de cama en aves y conejos.

Por la proporción que esto deriva, los mayores gastos de medicamentos están

dirigidos a combatir con afán los letales daños que produce anualmente la

coccidiosis.

Se ha demostrado la efectividad anticoccidiana del G-0 en pollos de ceba

[27] y en gallinas ponedoras infectadas [28]. También se comprobó su efecto

profiláctico y terapéutico administrado en el pienso [1], [29].

Por otra parte, se han desarrollados estudios ¨in vitro¨ de actividad frente a

protozoos del género Leishmania, donde el G-0 ha mostrado importante actividad

farmacológica frente a Leishmania spp. (L. mexicana amazonenzis, L. donovani

infantum y L. braziliensis braziliensis) y a Trypanosoma cruzi [30]. La

leishmaniosis es una enfermedad producida por inoculación de promastigotes de

un protozoo del género Leishmania durante la picada de un flebótomo hembra

infectado. La Leishmania incluye cerca de 20 especies, de las cuales 17 son

patógenas al hombre y a los animales. Se encuentran distribuidos en 88 países,

con un reporte anual de 1.5-2 millones de nuevos casos y 350 millones de





personas que presentan el riesgo de contraer la infección cada año. El 90 % de

los casos con leishmaniosis cutánea se reportan en Afganistán, Arabia Saudita,

Argelia, Irán, Irak, Siria, Sudán y Brasil, mientras que el 90 % de los casos de

leishmaniosis visceral se presentan en Sudán, India, Bangladesh, Nepal y Brasil

[31] . Según la Organización Mundial de la Salud, con respecto a la respuesta

inmune, las diversas formas clínicas de la leishmaniosis constituyen un

problema serio en la salud pública en el mundo [32]. Según la OMS con

respecto al programa de investigación en enfermedades tropicales (Tropical

Disease Research), la leishmaniosis está clasificada como enfermedad

emergente y sin control. Los derivados de antimonio pentavalentes han sido los

fármacos de elección para tratar la enfermedad, aunque no son efectivos contra

todas las especies y el número de ellas que desarrolla resistencia microbiana se

incrementa cada año. Los efectos secundarios producidos por estos son causa

frecuente de interrupción del tratamiento. La Anfotericina B y la pentaminidina, se

reservan para casos de resistencia microbiana a los derivados de antimonio,

debido a su elevada toxicidad, por lo que la búsqueda de medicamentos más

efectivos y seguros constituye una urgente necesidad [30].

En estudios desarrollados recientemente, el G-0 mostró un efecto inhibidor en el

crecimiento de promastigotes de Leishmania y un efecto letal a concentraciones

considerablemente bajas. Resultó menos activo que Anfotericina B pero más que

Glucantime ® (Antimoniato de meglumina).

El G-0 también ha mostrado importante actividad parasiticida frente a

Tripanosoma cruzi. Este protozoo es el agente etiológico de la enfermedad de

Chagas y es considerado un problema de salud en América Latina. Se transmite

mediante la picadura de insectos hematófagos y produce cerca de 50,000

muertes por año. Solamente existe un fármaco disponible para su tratamiento en

el mercado desde 1975: benznidazol. Estudios “in vitro” empleando T. cruzi

cultivado en una línea celular de mioblastos de rata mostraron que el G-0

presentó un efecto parasiticida superior al del benznidazol [30].





1.2.2 Toxicidad

Estudios de dosis letal 50 % (DL50), en aves Leghorn, lo clasifican como

moderadamente tóxico; con una DL50 de 1,02 g/Kg [33]. Un estudio similar en

ratas Sprague Dowley aportó un resultado para este parámetro de 171,91

mg/Kg .

Estudios de irritabilidad cutánea en conejos indican que el G-0 se clasifica

como irritante ligero [34] . También se demostró que es irritante ocular.

La posible acción genotóxica del producto se evaluó mediante el ensayo ¨in vitro¨

de micronúcleos con bloqueo de la citogénesis con y sin activación metabólica. Se

determinó que el producto no induce aumentos en la frecuencia de micronúcleos,

ni en presencia ni en ausencia de activación metabólica en los cultivos de

linfocitos humanos. También se realizó el ensayo de intercambio entre cromátidas

hermanas. El producto induce un incremento en la frecuencia de intercambios

entre cromátidas hermanas en los cultivos de linfocitos humanos en ausencia de

la fracción S9 y disminuye el intercambio hasta valores no significativos cuando se

ensaya en presencia de activación metabólica. Otros estudios realizados sobre la

inducción del SOS en E.Coli y el test de Ames en Salmonella tiphymurium

resultaron negativos para este producto [35].

Un estudio teórico realizado, utilizando el software TOSS-MODE, para predecir

la relación estructura actividad mutagénica de este producto también resultó

negativo. En estudios de residualidad en huevo y carne por masa corporal, se

encontró que el hígado es el órgano más afectado en la acumulación. En los

huevos no se detectó el producto [36].

1.2.3 Propiedades químico-físicas y tecnológicas

El G-0 posee fórmula global de C6H5NO3 y su estructura química se aprecia en la

Figura 1. Posee una pureza de al menos 98 % [1].





O H

NO2

H

Figura 1. Estructura química del G-0.

Es un compuesto que, en su estado puro, es un sólido cristalino de color amarillo

que funde entre 73-75 ºC, con una masa molecular de 139,500 U. Es fácilmente

soluble en dimetilsulfóxido (DMSO), muy soluble en dimetilformamida (DMF);

benceno, cloroformo, tetracloruro de carbono, propilenglicol 400, poco soluble en

etanol y metanol y prácticamente insoluble en agua [22], [37].

Un aspecto que se debe tener en cuenta en el desarrollo de las formas de

dosificación solidas es la capacidad de sublimación. En estudio previamente

desarrollado durante 24 h a 55 ºC se demostró que el G-0 sublima [38] y que la

entalpía de sublimación medida empleando TGA, posee un valor de 89,15 KJ/mol;

cercano al reportado para el ácido benzoico que se emplea como estándar en

estudios de este tipo [39].

El coeficiente de reparto determinado experimentalmente de G-0 en n-octanol

resultó ser de 1,56 ± 0,02. El valor de pKa estimado a partir del coeficiente de

reparto empleando el software TOSS MODE fue de 7,73 [40].

El G-0 es un producto que se degrada en diferentes condiciones tales como

la luz, el medio ácido, medio básico y oxidante. Entre ellos, los que más afectan

su estabilidad a temperatura ambiente son el medio básico y la luz, esta última

tanto en medio acuoso como en estado sólido. En general la conjugación de la

molécula de G-0 se reduce al exponerlo a las condiciones antes mencionadas. En

estado sólido, la fotodegradación se manifiesta por un cambio de color de amarillo

intenso a amarillo pálido [5].

En estudio realizado en condiciones de campo, el 2-(2-nitrovinil) furano resultó ser

inestable en agua, disminuyendo su concentración hasta en un 40 ٪

aproximadamente en 6 h. Influyó negativamente en dicha degradación la calidad

del agua, el material de los bebederos y la luz [41].





El perfil pH-velocidad degradación del fármaco a 41 ºC en el intervalo de pH de

3,15 a 8,2 mostró que a medida que aumenta el pH, disminuye su estabilidad con

un t50 ٪ aproximado de 13 h a pH 7,6 [3].

Debido a las características del G-0 antes mencionadas, en su almacenamiento

y manipulación debe ser protegido de la luz, tanto en disolución acuosa

como en estado sólido [3], [42].

Dos estudios anteriores evaluaron la compatibilidad del G-0 con excipientes. En el

primero de ellos se evaluaron principalmente componentes del pienso animal y

algunos excipientes de uso común en formas sólidas. Sin embargo se utilizó una

técnica espectrofotométrica UV-Vis (no separativa) y condiciones suaves de

almacenamiento [3]. Un segundo estudio se encargó de la evaluación de la

compatibilidad entre el G-0 y varios polímeros, así como dos derivados de la beta-

ciclodextrina, para lo cual se utilizó la Cromatografía en Capa Delgada (CCD) y

DSC para la detección de incompatibilidades, así como el análisis visual de las

mezclas. Como resultado solamente fueron halladas compatibles

(cualitativamente) la Hidroxipropil-beta-ciclodextrina y la Sulfobutiléter-beta-

ciclodextrina, cuyas mezclas con G-0 se habían almacenado a temperatura

ambiente y en desecadora por 3 meses [6]. Sin embargo no se dispone hasta el

momento de datos cuantitativos relacionados con la estabilidad química del G-0

en mezcla con estas ciclodextrinas.

Dadas las propiedades críticas que ha presentado el G-0, destacándose su

limitada estabilidad frente a la luz, sobre todo en disolución; limitada

compatibilidad con los excipientes evaluados y capacidad para sublimar a

temperatura ambiente, se han evaluado alternativas para palearlas y así poder

lograr su inclusión en formas de dosificación que posean los requisitos para su

aplicación en la medicina humana y veterinaria. En este sentido se ha reportado

un estudio donde se desarrolló la preparación y caracterización de complejos de

inclusión del G-0 con la Hidroxipropil-beta-CD (HP-beta-CD) y Sulfobutil éter-

beta-CD (SBE-beta-CD), preparados en relación equimolar (1:1). Se confirmó

la formación de los complejos de inclusión del G-0 mediante DSC,





Difractometría de Rayos X de polvo y Espectroscopía de RMN-H1 (uni y

bidimensional) [43].

1.3 Excipientes farmacéuticos

Ciclodextrinas

Las ciclodextrinas (CDs) son oligosacáridos cíclicos, formados por unidades de

(1,4)-α-D-glucopiranosa con un núcleo hidrofóbico y una superficie externa

hidrofílica. Fueron aisladas por vez primera por Villiers en 1891, como un digesto

de Bacillus amylobacteren a partir del almidón de patata, pero los cimientos de la

química de las ciclodextrinas fueron establecidos por Schardinger en el período

de 1903-1911. Hasta 1970, solamente pequeñas cantidades de CDs podían ser

producidas en el laboratorio y el elevado coste de producción impedía su

utilización en la industria. En los años recientes, se han conseguido mejoras

dramáticas en la producción y purificación de CDs, las cuales han llegado a ser

mucho más baratas. Esto ha hecho posible su aplicación industrial.

Las CDs naturales más comunes son la α-ciclodextrina, β-ciclodextrina y γ-

ciclodextrina, que constan de 6, 7 y 8 unidades de glucosa unidas en posición -

1,4, respectivamente. El número de estas unidades determina el tamaño de la

cavidad [44].

Como consecuencia de que los grupos hidroxilo libres están situados en el

exterior de la superficie de los anillos, las CDs son hidrófilas y solubles en agua y

su solubilidad es el resultado de la capacidad de interacción de dichos grupos

hidroxilo con el medio acuoso, siendo mayor para la γ-ciclodextrina y la α-

ciclodextrina. Las CDs son igualmente solubles en disolventes apróticos

fuertemente polares, como el dimetilsulfóxido y la dimetilformamida. Son estables

en disoluciones neutras y básicas, pero se degradan lentamente en pH ácido. En

estado sólido se descomponen por encima de 200ºC [45].

Los campos de aplicación son diversos. Destacamos el empleo de ciclodextrinas,

aunque asociadas a sistemas poliméricos, para la purificación de aguas. Existen

importantes proyectos internacionales que intentan desarrollar sistemas que

permitan eliminar sustancias contaminantes (metales pesados) a través de





ciclodextrinas funcionalizadas que retendrían moléculas hidrofóbicas presentes en

el medio acuoso.

El mayor porcentaje de CDs usadas comercialmente corresponde a la

alimentación [46] y a la cosmética y aseo personal, en este último caso se han

empleado para la eliminación de olores formados en la degradación microbiana

del sudor, incorporándose con este fin en desodorantes de barra [47] . También

como solubilizantes de compuestos como el retinol, empleado en formulaciones

anti-envejecimiento, al tiempo que los complejos son más estables a la oxidación

y a la acción de la radiación ultravioleta.

Sin embargo, es indudable que el mayor esfuerzo en investigación está

relacionado con su potencial aplicación farmacéutica [48], [49]. Una gran parte de

los fármacos existentes son poco solubles en agua y, consecuentemente, su

absorción biológica es lenta y frecuentemente poco eficaz; por lo que la inclusión

de complejos con CDs contribuye a incrementar solubilidad acuosa de muchos de

ellos. Algunos fármacos son sensibles a la oxidación y pueden descomponerse

por la luz o sufrir reacciones hidrolíticas. Muchas de estas moléculas son capaces

de formar fácilmente complejos con las ciclodextrinas, por lo que la mayoría de

sus limitaciones de uso pueden quedar solventadas mediante dicha asociación y

de esta manera las CDs contribuyen a la estabilización de dichos fármacos

(fotoestabilización de Nifedipina, Prometasina, DY-9760e, Nicardipina, Acitretin).

También a incrementar la estabilidad frente a ciclización intramolecular en el

estado sólido (Quinaril), hidrólisis (Doxorrubicina, Rutina, Melfalán, Carmustina,

Paclitaxel) y desacetilación o degradación (Espironolactona).

Además, las ciclodextrinas se utilizan para reducir la irritación gastrointestinal y

para impedir interacciones fármaco-aditivo y fármaco-fármaco [50]. Este mismo

efecto permite, en muchas ocasiones, que ingredientes activos que son líquidos o

volátiles puedan ser manejables y se puedan formular como sólidos estables. La

utilización de suturas biodegradables, obtenidas a partir de un antibiótico

embebido en complejos de inclusión, puede ser una excelente alternativa a los

métodos clásicos utilizados para tratar infecciones quirúrgicas.

Las ciclodextrinas y sus derivados ofrecen, en la actualidad, otras múltiples

posibilidades de aplicación: son eficaces en separación cromatográfica mediante





reconocimiento molecular de mezclas de sustancias complejas, incluyendo la

diferenciación de moléculas enantioméricas; tienen actividad catalítica, siendo de

interés como modelos enzimáticos; se utilizan como receptores de nucleótidos;

precursores de tubos moleculares; sensores químicos, etc.

Silica mesoporosa ordenada

De acuerdo con la denominación IUPAC [2], los materiales porosos se clasifican

en función del tamaño del poro en: microporosos (< 2nm), mesoporosos (2-50 nm)

y macroporosos (>50 nm). Entre los materiales microporosos más conocidos se

encuentran las zeolitas, que proveen excelentes propiedades catalíticas en virtud

de su red cristalina de aluminosilicatos, sin embargo sus aplicaciones son

limitadas debido al tamaño de poro relativamente pequeño. Por este motivo,

existe una persistente demanda para desarrollar materiales de mayor tamaño de

poro y con estructuras bien definidas.

La primera síntesis de un material mesoporoso ordenado de sílice fue patentada

en 1969, sin embargo la estructura no fue reconocida hasta 1991. La síntesis de

una nueva familia de materiales mesoestructurados a partir de surfactantes

(iónicos y no iónicos) como agentes directores de estructura para el

autoensamblaje y la condensación de los precursores inorgánicos, supuso una

verdadera revolución en el campo de los materiales porosos. Tras la eliminación

del surfactante empleado como plantilla para la síntesis, se obtienen materiales

con excelentes propiedades texturales como son su elevada superficie específica

(ca. 1000 m2/g), distribución de diámetro de poro muy estrecha y elevado volumen

de poro (ca. 1 cm3/g). Algunos ejemplos de estructuras mesoporosas sintetizadas

comprenden las familias MCM (Mobil Composition of Matter), SBA (Santa Bárbara

University), MSU-n (Michigan State University), KIT-n (Korea Advanced Institute of

Science and Technology), FSM-n (Folded Sheet Materials), FDU (FuDan

University) y AMS-n (Anionic surfactant templated Mesoporous Silica). Como

característica general se puede destacar que las paredes de sílice que separan

los poros son amorfas y repletas de defectos estructurales, lo que origina la

presencia de grupos silanol (Silicio unido a grupos OH) en dichas paredes. Estos





grupos silanol pueden interactuar con moléculas orgánicas huésped y facilitar su

distribución homogénea dentro de los poros.

Sus principales aplicaciones han incluído: catálisis, óptica no lineal y adsorción

molecular. Más recientemente, debido a su naturaleza no t óxica y su

biocompatibilidad fisiológica, se ha suscitado un gran interés en la terapia de

liberación oral de fármacos. Se han desarrollado algunas investigaciones en el

campo de la liberación controlada de sustancias activas como el hidrocloruro de

propranolol [51] y el atenolol [52] y también en la elaboración de formas sólidas

de liberación inmediata con el objetivo de mejorar la biodisponibilidad de fármacos

poco solubles tales como el ibuprofeno [53] , el itraconazol [54], [55], [56] y la

indometacina [57]. En este caso, como el tamaño de los poros es solo un poco

mayor que las moléculas de fármaco, este está confinado dentro de los poros y es

incapaz de cristalizar, por lo que, en esta forma, los compuestos exhiben

velocidad de disolución superior a su estado cristalino, especialmente cuando la

solubilidad está limitada por una elevada energía de cristalización [58].

Sin embargo, no se cuenta con reportes científicos que aborden estudios con el

fin de utilizar la sílica mesoporosa ordenada como agente estabilizante frente a

diferentes factores, considerando que, si el fármaco queda atrapado en los poros

de este material, en teoría el material mesoporoso pudiera actuar como agente

protector de sustancias en estado sólido.

Diluentes de uso común en formas farmacéuticas sólidas.

DI-CAFOS

El fosfato de calcio dibásico anhidro o hidrogenofosfato de calcio anhidro (DI-

CAFOS) es un excipiente empleado como diluente en formas sólidas,

especialmente en cápsulas y tabletas. Adicionalmente se considera una fuente de

calcio en suplementos nutricionales para uso humano y en medicina veterinaria.

Es una sustancia abrasiva por lo que también se utiliza en la elaboración de

pastas dentales y otras formulaciones dentríficas. Es no higroscópico y estable a

temperatura ambiente. No funde, se descompone a 425 ºC para formar pirofosfato

de calcio. El contenido de humedad típicamente es de 0.1-0.2 %. El material





anhidro contiene sólo humedad adsorbida a la superficie y no se rehidrata para

formar el dihidrato. Es prácticamente insoluble en agua. La superficie del DI-

CAFOS triturado/molinado es alcalina sin embargo el producto en grado no

molinado presenta un pH acídico en su microambiente superficial. Se han

reportado varias incompatibilidades entre DI-CAFOS y algunos fármacos (Ej:

fumarato de bisoprolol, tetraciclinas, entre otras) [59].

Lactopress

La O-β-D-Galactopiranosil-(1-4)-β-D-glucopiranosa, comercializada como

Lactopress anhidra, también ha sido descrita como una mezcla de α-lactosa y β-

lactosa o sólo esta última. Sus aplicaciones principales han sido como excipiente

de compresión directa en tabletas, transportador de polvos secos para inhalación,

auxiliar de liofilización, diluente en cápsulas y tabletas, y también en inyecciones

intravenosas. Presenta un bajo contenido de humedad pero es higroscópica. Para

la lactosa anhidra comercial el punto de fusión reportado es de 232 ºC. Es soluble

en agua. La lactosa puede desarrollar una coloración carmelita durante su

almacenamiento, reacción que puede ser acelerada por el calentamiento de la

misma. Debe ser almacenada en envases bien cerrados, en lugares frescos y

secos. Es incompatible con oxidantes fuertes. En mezcla con un fármaco

hidrofóbico antagonista de los leucotrienos durante 6 semanas a 40ºC/75%HR

mostró una elevada captación de humedad y degradación de la sustancia activa.

En otro estudio realizado con el Acetato de roxifiban, la presencia de lactosa

anhidra aceleró la hidrólisis de los grupos éster y amida. La lactosa anhidra es un

azúcar reductor con potencial para reaccionar con aminas primarias y secundarias

(reacción de Maillard) en condiciones de humedad elevada por períodos

prolongados [59].

Dextrosa anhidra

La dextrosa o D-(+)-Glucopiranosa anhidra es utilizada en formulaciones como

diluente en tabletas y cápsulas, edulcorante y para ajustar tonicidad de

soluciones. Las propiedades ligeramente reductoras de la dextrosa se emplean en





tabletas para mejorar la estabilidad de sustancias activas sensibles a oxidación.

Constituye la fuente de energía preferida empleada en regímenes de nutrición

parenteral. Es muy soluble en agua. Funde a 158 ºC y absorbe cantidades

significativas de agua a 25ºC y humedad relativa de 85 % dando lugar a la forma

monohidratada, sin embargo es estable cuando se almacena en lugares secos y

en recipientes bien cerrados. Se han reportado incompatibilidades de la dextrosa

con cianocobalamina, sulfato de kanamicina, novobiocina sódica y warfarina

sódica. Se ha verificado descomposición del complejo vitamínico B si se calienta

en mezcla con dextrosa. La dextrosa sufre cambio de coloración a carmelita

indicativo de descomposición frente a álcalis fuertes. Formando parte de tabletas

puede sufrir este cambio de color debido a la presencia de grupos amina en la

formulación (reacción de Maillard) [59].

Avicel PH102

La celulosa microcristalina o Avicel PH es ampliamiente utilizada en formulaciones

principalmente como diluente en cápsulas y tabletas, tanto en las que requieren

granulación húmeda como en las que se elaboran mediante compresión directa.

Presenta además propiedades como adsorbente, desintegrante y tiene cierta

capacidad lubricante. En formulaciones líquidas es empleado como agente

suspensor. Se utiliza tanto en formulaciones farmacéuticas como en la cosmética

y productos alimenticios. Se encuentra disponible en el mercado con diferentes

tamaños de partícula y contenido de humedad. Es una sustancia higroscópica y

prácticamente insoluble en agua y en la mayoría de los solventes orgánicos.

Funde entre 260-270 ºC. Se considera incompatible con agentes oxidantes fuertes

[59].

Manitol

El D-manitol, conocido también como Pearlitol, tiene sus principales aplicaciones

en formulaciones farmacéuticas como diluente en tabletas, con la ventaja de que

no es un material higroscópico. Puede emplearse incluso como excipiente de

compresión directa, para lo cual se encuentran disponibles formas desecadas por





atomización. Para las tabletas que requieren granulación húmeda, tiene la ventaja

de que los gránulos se secan fácilmente. Se ha empleado en tabletas masticables

debido a su dulzor, su calor negativo de disolución y agradable sensación en la

cavidad bucal. Además se puede utilizar como vehículo en preparaciones

liofilizadas, mejorando la apariencia y homogeneidad de la torta obtenida, para lo

cual existe disponible manitol “libre de pirógenos”. Se ha empleado como

plastificante en cápsulas blandas de gelatina, como componente de tabletas de

liberación sostenida y para vehiculizar polvos secos para inhalación. Tiene

además aplicaciones en industria de los alimentos, como agente terapéutico

osmótico, como agente diagnóstico de patologías renales, entre otras.

Desde el punto de vista químico es un alcohol hexahídrico y su isómero es el

sorbitol (se diferencian en la orientación del grupo OH del segundo átomo de

carbono). Existe más de una forma cristalina (polimorfismo). Es soluble en agua.

Sublima a 130ºC. El manitol no interviene en reacciones de Maillard, sin embargo

puede contener azúcares reductores como impurezas, las cuales sí pueden ser

responsables de esta reacción degradativa [59].

Sacarosa

El β-D-fructofuranosil-α-D-glucopiranósido o azúcar de caña o remolacha, se

aplica en preparados farmacéuticos orales como agente edulcorante, suspensor,

aglutinante en forma de sirope para granulación húmeda y en forma de polvo para

granulación seca. También como diluente en tabletas y cápsulas, espesante en

formas líquidas orales, en el grageado de tabletas, como diluente en productos

proteicos liofilizados, entre otras.

En su estado cristalino fluye libremente, pero en forma de polvo es un sólido

cohesivo. Funde entre 160-186ºC (con descomposición). La sacarosa finamente

dividida es higroscópica y soluble en agua. Puede absorber hasta un 1% de agua,

la cual libera bajo calentamiento a 90ºC. La inversión de la sacarosa genera

glucosa y fructosa, proceso que se acelera a temperaturas superiores a 130ºC y

en presencia de ácidos. La sacarosa en polvo puede estar contaminada con

trazas de metales pesados, lo cual puede generar incompatibilidades con





ingredientes activos, p.ej: ácido ascórbico. La sacarosa puede atacar envases de

aluminio [59].

Cloruro de sodio

Aunque entre sus usos principales está el de ajuste de la tonicidad en soluciones

parenterales y no parenterales, el cloruro de sodio ha sido también utilizado como

lubricante y diluente en cápsulas y tabletas de compresión directa, así como su

empleo como acanalante y como agente osmótico en tabletas de liberación

controlada, entre otros.

Una solución saturada presenta un pH de 6.7-7.3. Es considerada una sustancia

higroscópica por encima de 75 % HR. Es soluble en agua. Funde a 804 ºC [59].

Almidón de trigo

El almidón empleado en formulaciones farmacéuticas se obtiene a partir de

plantas como el maíz, papa, tapioca, arroz y trigo. Consiste en unidades de

amilosa (lineal) unidas a amilopectina (dos polisacáridos basados en α-D-

glucosa). Ambas moléculas se organizan en estructuras similares, probablemente

como clústers, de acuerdo a los modelos propuestos. Se utiliza frecuentemente

como diluyente en tabletas y cápsulas, como desintegrante, aglutinante,

adsorbente y antiadherente. El almidón comercial es generalmente muy cohesivo

y presenta pobre fluidez, la cual está muy relacionada con el contenido de

humedad que posea este excipiente. Es una sustancia higroscópica y absorbe

humedad ambiental hasta alcanzar la humedad de equilibrio. Para un 50% HR, la

humedad de equilibrio del almidón de trigo es de 13 %. Es prácticamente

insoluble en agua fría, pero se solubiliza en agua caliente a temperatura superior

a la de gelatinización (59ºC para el almidón de trigo). Deben almacenarse en

recipientes bien cerrados, en lugares frescos y secos. Es incompatible con

oxidantes fuertes. Forma compuestos de inclusión coloreados con Iodo [59].

Capítulo 2: Materiales y métodos




Capítulo 2. Materiales y métodos

Reactivos

2-(2-Nitrovinil) furano (G-0) muestra de referencia, Lote 03-1-19, Pureza

99.95%, suministrado por el Centro de Bioactivos Químicos (CBQ) de la

Universidad Central de Las Villas, Cuba.

2-(2-nitrivinil) furano (G-0) material prima, lote 14-1-4, Pureza 99.45%,

Cuba.

Lactopress anhidra polvo fino, DFE Pharma.

Manitol, Ph.Eur, Ludeco, Bruselas, Bélgica.

Celulosa microcristalina (Avicel PH102), Federa, Bélgica.

Almidón de trigo, FAGRON, Reino Unido.

Cloruro de sodio, calidad de reactivo, Sigma-Aldrich, Alemania.

Dextrosa anhidra, RESCO. Estados Unidos Mexicanos.

Sacarosa, ACROS Organics, USA.

Silica mesoporosa ordenada SBA-15 (CMO-Lemon-7, Dióxido de silicio),

CHEMCon GmbH, Bélgica.

DI-CAFOS anhidro (fosfato dicálcico anhidro), grado compresión directa,

Budenheim, Alemania.

DM-beta-CD, ACROS Organics, Estados Unidos de América.

Hidroxipropil-beta-ciclodextrina (HP-beta-CD), Encapsin ® TM. Janssen

Pharmaceutica, Bélgica.

Sulfobutil éter-beta-ciclodextrina (SBE-beta-CD), Captisol ®, Cydex,

Estados Unidos de América.

Bromuro de potasio (KBr), para espectroscopía, Uvasal ®, Merck.

Acetonitrilo, calidad cromatográfica, Merck.

Agua desionizada.

Equipos y utensilios

Equipo de cromatografía liquida de alta eficacia (CLAE), Agilent Serie 1100,

Alemania.

Equipo de Calorimetría Diferencial de Barrido, Perkin Elmer Diamond DSC.





Espectrofotómetro de Infrarrojo Rayleigh, China, WQF-510 FT-IR.

Balanza analítica BOECO, Alemania, máximo 210 g, d=0,1 mg.

Balanza técnica Serie MS-3, máximo 3 Kg, d=0,1g.

Estufa BINDER, modelo KBF 240, Serie 07-16574, Alemania.

Prensa hidráulica, Spekan.

Mezclador Vórtex Gilson®.

Desionizador Ultra-Pure Water System Heal Force ® SMART Series.

Baño ultrasónico. Bransonic ® USA.

Tamiz de acero inoxidable (250 µm).

Cristalería de laboratorio.

Desecadoras de vidrio.

Filtros de membrana de 0.45 µm.

Micropipeta Eppendorf de 100-1000 µL.

2.1 Métodos 2.1.1 Tratamiento previo a las materias primas sujetas a estudio

Todas las materias primas sometidas a estudio se tamizaron empleando tamiz de

malla 250 µm. Adicionalmente los excipientes se colocaron en estufa a vacío a

25ºC, para eliminar la mayor cantidad de humedad posible que pudieran contener.

2.1.2 Calorimetría Diferencial de Barrido Se prepararon mezclas físicas en relación 1:1 (m/m) y se colocaron en cada

cápsula de aluminio aproximadamente 6 mg de cada mezcla. Se desarrollaron los

termogramas en el intervalo de temperatura de 0 a 100ºC, a una velocidad de

calentamiento de 10ºC/min. Se realiza previamente la calibración del DSC para

corregir la temperatura y la entalpía, empleando Indio (5.29 mg), Tinicio tabulado:

156.59ºC, ∆Hf = 28.57 J/g y octadecano (2.27 mg), Tinicio tabulado: 28.24ºC, ∆Hf =

238.76 J/g.

Se desarrollaron de igual forma los termogramas correspondientes a los

excipientes individuales y al G-0, materia prima.





2.1.3 Procedimiento para la preparación de las mezclas físicas para el estrés

isotérmico.

2.1.3.1 Preparación de las mezclas físicas

El G-0 y excipiente se pesan (balanza analítica) directamente en los tubos de

ensayos (n=3) empleando 25 mg de cada uno (Cantidad total de mezcla física 50

mg). Los tubos de ensayo se tapan y se sellan con parafilm y luego se mezcla

empleando vórtex durante 10 minutos.

2.1.3.2 Procedimiento para estrés isotérmico

Las muestras preparadas según se describe en el punto 2.1.3.1, se almacenan en

una desecadora que contiene una solución de cloruro de sodio (NaCl) para

alcanzar una humedad relativa de 75٪ y se colocan en estufa a 40ºC por 4

semanas.

2.1.3.3 Procedimiento para preparar la solución de (NaCl)

Se preparó una solución de cloruro de sodio (NaCl) para garantizar un 75% de

humedad relativa (HR) para lo cual se pesaron 40 g en balanza técnica y se

disolvieron en 100 ml de agua destilada.

2.1.4 Evaluación de las muestras por CLAE

Las muestras anteriormente descritas se analizaron cuantitativamente a tiempo 0

(recién preparadas según 2.1.3.1) y luego de 4 semanas de almacenamiento bajo

las condiciones descritas (2.1.3.2), empleando un método por CLAE reportado

para estudios de estabilidad del producto [3].

2.1.4.1 Preparación de muestras para análisis

Se adicionan pequeños volúmenes (2 ml) de una mezcla consistente en

(ACN/Agua, 80:20 v/v) a cada tubo de ensayo que contenía la muestra a analizar,

se sometió a vórtex por 5 minutos y luego se transfirió a volumétrico de 25 ml. Los

tubos se enjuagaron 3 veces con la mezcla de solventes y se completó volumen.





Las muestras se homogenizaron y se dejaron en reposo por 5 minutos. Las

suspensiones fueron filtradas empleando filtros de membrana PTFE de 0,45 µm.

Se tomó una alícuota de 250 µl de cada solución y se transfirió a volumétrico de

10 ml y se completó volumen con la mezcla de solventes. Las soluciones finales

se sonicaron por 10 minutos (Baño ultrasónico) y luego se analizaron mediante

CLAE.

2.1.4.2 Condiciones Cromatográficas

Se empleó un sistema Agilent (Serie 1100) equipado con interfase, detector UV-

Visible, bomba de gradiente cuaternario e inyector manual (lazo de 20 µL). Se

utilizó como fase estacionaria una columna Eclipse XDB-C18 4.6 x 150 mm, 5µm

y una fase móvil isocrática compuesta por Acetonitrilo/Agua, en proporción (80:20,

v/v). El flujo de la fase móvil fue de 0,3 ml/min y la separación se desarrolló a

temperatura ambiente. El volumen de inyección fue de 20 µl y la longitud de onda

de detección se situó en 254 nm. El tiempo de corrida cromatográfica fue de 10

minutos.

2.1.4.3 Procedimiento para la preparación de la curva de calibración

Para cuantificar el G-0 en las mezclas físicas se desarrolló una curva de

calibración empleando muestra de referencia, en el intervalo de concentraciones

de 10 a 30 µg/ml. Para ello se pesaron 10 mg de G-0 (muestra de referencia), se

disolvieron en fase móvil y se transfirieron a un volumétrico de 10 ml y se

completó a volumen con fase móvil Acetonitrilo/Agua (80:20, v/v). A partir de la

solución madre anterior, se tomaron alícuotas de 100 µl, 150 µl, 200 µl, 250 µl,

300 µl y cada una se transfirió a volumétrico de 10 ml y se completó a

volumen, para dar lugar a soluciones de 10, 15, 20, 25 y 30 µg/ml. Luego se

sonicaron por 10 minutos y se inyectaron en el cromatógrafo.

Todas las soluciones fueron protegidas de la luz empleando papel de aluminio y

baja intensidad luminosa durante su preparación.





2.1.5 Evaluación de las muestras sometidas a estrés isotérmico por DSC

Todas las muestras sometidas a estrés isotérmico se procesaron mediante DSC

empleando el mismo procedimiento descrito en el acápite 2.1.2.

2.1.6 Evaluación de las mezclas sometidas a estrés isotérmico por FT-IR

Se trituraron las muestras a analizar en un mortero de ágata conjuntamente con

Bromuro de potasio (KBr) hasta lograr su completa homogenización. Luego esta

mezcla en polvo se comprimió en una prensa de troquel mecánica empleando una

presión de 10 ton. para formar una pastilla translúcida a través de la cual puede

pasar el rayo de luz del espectrómetro. El registro espectral se realizó en el

intervalo de número de onda de 4000 a 500 cm-1, con velocidad de 16 scans, 4

cm-1.

2.1.7 Evaluación organoléptica de las mezclas sometidas a estrés

isotérmico.

Las mezclas se analizaron en función de su color con respecto al correspondiente

a las mezclas recién preparadas o cambios en el estado físico de las mismas.

2.1.8 Evaluación estadística de los resultados

Se desarrolló la regresión lineal de las curvas obtenidas para la cuantificación del

G-0 mediante CLAE. Para el análisis del resultado se tuvo en cuenta la

significación de la prueba (valor de p), así como la ecuación de la recta y

coeficiente de correlación cuadrático (R2).

Para comparar los resultados obtenidos entre el contenido de G-0 en las mezclas

recién preparadas y las envejecidas a 40ºC/75%HR por 1 mes, se desarrolló un

Análisis de varianza (ANOVA de una vía), resultando diferencias significativas

para p<0.05.

Para desarrollar estas pruebas se empleó el paquete estadístico STATISTICA 8

para Windows.

Capítulo 3: Resultados y discusión




Capítulo 3. Resultados y discusión

3.1 Mezcla G-0/MPSílica

Hasta el momento no se cuenta con reportes científicos que aborden el empleo de

la sílica mesoporosa ordenada como agente estabilizante frente a diferentes

factores, considerando que, si el fármaco queda atrapado en los poros de este

material, en teoría el material mesoporoso pudiera actuar como agente protector

de sustancias en estado sólido. El estudio de la estabilidad físico-química

fármaco/excipiente, constituye una herramienta útil que posibilita la garantía de la

estabilidad del fármaco frente al excipiente a considerar en futuras formulaciones.

A continuación se muestran los resultados obtenidos a partir del estudio de

compatibilidad desarrollado para la mezcla binaria G-0/MPSílica del tipo SBA-15,

en proporción 1:1 (m/m).

La curva de DSC correspondiente al G-0 exhibió un pico endotérmico agudo

correspondiente a la fusión del fármaco a 75.19 ºC, con temperatura de inicio en

73.36 ºC. Por su parte la sílica mesoporosa ordenada no mostró ningún pico en el

intervalo de temperatura en estudio, siendo estos materiales altamente

termoestables.

La curva de DSC obtenida para la mezcla física mostró que el pico endotérmico

correspondiente a la fusión del G-0 aparece sin variaciones apreciables de la

temperatura de fusión, en cambio se aprecia una disminución significativa de la

entalpía de fusión de 149,56 ± 2,84 J/g (G-0 materia prima) a 55,78 ± 1,30 J/g (G-

0 en la mezcla), lo cual puede ser indicativo de un proceso de adsorción del

fármaco dentro de los poros de la sílica mesoporosa o de un proceso degradativo

del G-0 en la mezcla favorecido por el calentamiento. (Ver Figura 2).





Figura 2. Termograma correspondiente al sistema G-0/MPSílica.

Adicionalmente se colocó la mezcla en condiciones suaves de almacenamiento

(desecadora con sílica gel) y temperatura de 25 ºC, con protección de la luz y se

mantuvo por 1 mes en estas condiciones. Al cabo de este tiempo las muestras

mostraron coloración carmelita oscura, lo cual es evidencia clara de un proceso

degradativo (Fig. 3).

Figura 3. Coloración obtenida por la mezcla G-0/MPSílica al ser almacenada durante

1 mes en desecadora a 25ºC.





Teniendo en cuenta lo acentuado del cambio de coloración la muestra no fue

sometida al análisis cromatográfico con el propósito de proteger la columna, sin

embargo se realizó la evaluación mediante FT-IR. El espectro correspondiente al

G-0, presenta bandas características de sus principales grupos funcionales entre

las que se pueden asignar:

- 3153,1 cm-1: Insaturaciones conjugadas/aromático (3100-3000cm-1)

- 31116,5 cm-1: νCH (3125-2975 cm-1)

- 3052,9 cm-1: =CH- (3020 cm-1) o CH aromáticos (3048-3096 cm-1)

- 1631,5 cm-1: νC=C 1695-1540 cm-1 o dienos y polienos (1600-1650cm-

1, fuerte y ancha)

- 1556,3 cm-1: Nitro C-NO2, ν NO2 Alifáticos (1560 cm-1)

- 1520,5 cm-1 : νNO2 conjugado (1520 cm-1)

- 1315,3 cm-1: N-0 (1350 cm-1, fuerte)

- 1270,9 cm-1 : =C-O-C Éteres aromáticos y vinílicos (1270-1150 cm-1,

fuerte y ancha)

El espectro de la MPSílica muestra 3 bandas características asignables a:

- 1082 cm-1 : Vibración de expansión asimétrica de Si-O-Si

- 973 cm-1 : Vibración de expansión de Si-OH

- 798 cm-1: Vibración de expansión simétrica de Si-O-Si.

Al analizar el espectro correspondiente a la mezcla física almacenada a

40ºC/75%HR durante 1 mes se observaron únicamente las bandas espectrales

correspondientes a la sílica mesoporosa. No apareció ninguna banda

correspondiente al G-0, lo cual demuestra la descomposición casi total del mismo

durante el ensayo acelerado y la incompatibilidad con este excipiente (Fig. 4).

Existen pocos estudios asociados al análisis de mezclas envejecidas de este

excipiente. Se reporta un estudio realizado con sílica mesoporosa ordenada

(SBA-15) cargada con Itraconazol, donde se evalúan las muestras envejecidas en

condiciones de 0% a 95 %HR y 4ºC a 25ºC por un período máximo de un año.





Como resultado se reportaron mejoras en la velocidad de liberación del fármaco a

elevados valores de humedad, pero no se hace referencia a procesos de

descomposición de dicho fármaco. El incremento en la velocidad de liberación se

explicó debido a la hidroxilación de la superficie de SBA-15 durante el

almacenamiento a valores elevados de humedad relativa, lo cual hace que el

agua compita por los sitios ocupados por el itraconazol (muy poco soluble),

favoreciendo la liberación [55]. También se publicó otro estudio relacionado con

dos materiales mesoporosos de sílice cargados con indometacina en muestras

envejecidas a 30ºC/56%HR. Dicho trabajo demostró la posible incompatibilidad

entre el fármaco y la sílica mesoporosa ordenada del tipo MCM-41, aunque

también se detectaron productos de degradación en presencia de SBA-15, pero

en menor magnitud [57]. En nuestro caso una posible explicación pudiera estar

relacionada la presencia de grupos Si-OH dentro de las paredes internas de los

poros o canales, los cuales pudieran interaccionar con el grupo vinilo del G-0,

para generar furfural y nitrometano. Este último se evapora con facilidad y el

primero puede polimerizarse, dando lugar a productos resinosos de coloración

oscura [60].

Figura 4. Espectro infrarrojo correspondiente al sistema G-0/MPSílica: (a) G-0, (b)

MPSílica y (c) Mezcla física G-0/MPSílica (1:1) almacenada durante 1 mes.

(a)

(b)

(c)





3.2 Mezcla G-0/DI-CAFOS

Teniendo en cuenta las posibilidades que brinda este excipiente para su empleo

como diluente de compresión directa así como el aporte nutricional que puede

ofrecer y que adicionalmente, hasta el momento actual no se han realizado

estudios anteriores que contemplen el uso de este excipiente en mezcla con el G-

0, se decidió incluirlo en el ensayo de compatibilidad.

La curva de DSC obtenida para la mezcla física G-0/DI-CAFOS (1:1) recién

preparada, mostró que el pico endotérmico correspondiente a la fusión del G-0

aparece sin variaciones apreciables de la temperatura de fusión (Fig. 5). Se

aprecia una disminución ligera de la entalpía de fusión de G-0 en la mezcla con

respecto a G-0, materia prima (Tabla 2). Pequeñas variaciones de entalpía de

fusión en mezclas binarias pueden ser atribuidas a la naturaleza heterogénea de

las pequeñas cantidades de mezcla evaluadas mediante DSC, o a interacción

fármaco-excipiente, aunque para asegurarlo se deberán conseguir más

evidencias experimentales.

Figura 5. Termograma correspondiente al sistema G-0/MPSílica.





Tabla 2. Parámetros térmicos obtenidos a partir de las curvas de DSC del G-0 y sus mezclas con excipientes sólidos, recién elaboradas.

∆Hfc *: Entalpía de fusión corregida (g/100g)

Para confirmar la existencia de una interacción química o degradación del G-0, se

analizaron las mezclas envejecidas en condiciones de estrés (40ºC/75%HR)

durante 1 mes. Se plantea que el empleo de condiciones de temperatura entre 40-

50ºC y valores elevados de humedad relativa en estudios de compatibilidad

permite hacer aproximaciones de lo que podría ocurrir bajo condiciones suaves de

almacenamiento durante 3 meses o más [12]. Para realizar la cuantificación del

G-0 se desarrollaron curvas de calibración (n=3), cuya regresión lineal se muestra

en el Anexo I.

Al comparar la mezcla binaria G-0/DI-CAFOS recién preparada con la mezcla

envejecida, empleando cromatografía líquida en fase reversa, se obtuvo una

disminución del contenido de G-0 (tiempo de retención de 4,93 ± 0,02 minutos) de

aproximadamente un 35 %, lo que coincide con los resultados obtenidos por DSC

(Fig. 5). Al comparar los cromatogramas correspondientes a mezclas testigo

almacenadas en desecadora a temperatura ambiente de 25 ºC por 1 mes con

respecto a las mezclas bajo estrés isotérmico se observó un incremento en el

área de un posible producto de degradación el cual posee un tiempo de retención

de 2.8 minutos (Fig. 6).

Muestra T inicio (ºC) T fusión (ºC) ∆Hfc *(J/g)

G-0 73.36 75.19 149.56 ± 2.84

G-0/Manitol 74.16 76.37 149.70 ± 5.49

G-0/Dextrosa 74.84 77.06 149.39 ± 7.47

G-0/Lactopress anh. 73.21 74.78 149.17 ± 2.66

G-0/Cloruro de sodio 73.31 74.94 148.83 ± 2.68

G-0/Almidón de trigo 74.53 76.16 165.67 ± 5.37

G-0/Sacarosa 73.40 76.39 155.61 ± 3.37

G-0/Avicel PH102 73.28 76.03 154.68 ± 0.71

G-0/DI-CAFOS 73.86 76.61 141.71 ± 1.36

G-0/MP Silica 73.94 74.80 55.78 ± 1.30

G-0/DMbetaCD 71.88 74.33 141.82 ± 4.12





Figura 6. Contenido de G-0 en las mezclas físicas recién elaboradas y sometidas a

estrés isotérmico por 1 mes.

Figura 7. Cromatogramas obtenidos para las mezclas G-0/DI-CAFOS: (a) Mezcla

almacenada en desecadora a temperatura ambiente por 1 mes, (b) Mezcla sometida

a estrés isotérmico 40ºC/75% HR por 1 mes.

(a) (b)





Se realizó además la inspección visual de las muestras envejecidas, en las cuales

se evidenció un cambio en la coloración de amarillo a pardo.

Figura 8. Coloración obtenida por la mezcla G-0/DI-CAFOS al ser almacenada

durante 1 mes en condiciones de estrés isotérmico.

Finalmente se realizó la evaluación del espectro infrarrojo correspondiente a la

mezcla física estresada y se observó una disminución muy significativa de la

intensidad de prácticamente todas las bandas espectrales (Fig. 9).

Figura 9. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/DI-CAFOS: (a) G-0, (b) DI-

CAFOS y (c) Mezcla física G-0/DI-CAFOS (1:1) sometida a estrés isotérmico durante

1 mes.

(a)

(b)

(c)





El sólo hecho de obtener bandas menos intensas no es un resultado conclusivo

puesto que no se tiene la certeza de contar con una mezcla homogénea en cada

una de sus partes a partir de la mezcla de estos sólidos, por tal motivo y teniendo

en cuenta que todas las bandas del G-0 aparecen invariables, no es posible

determinar la presencia de un nuevo producto de degradación en esta mezcla,

probablemente debido a la pequeña proporción en que este se encuentra en la

misma por lo cual puede quedar solapado con las bandas ya existentes de

fármaco y excipiente.

Según se ha reportado, existen varios factores que pueden ser motivo de

procesos de descomposición química de un fármaco en una formulación, entre

ellos se citan: reacción directa con el excipiente, presencia de impurezas

provenientes del excipiente que interaccionan con el fármaco y el pH del

microambiente que aporta dicho excipiente [8]. En este caso, dado que el

excipiente se ha triturado y tamizado, la superficie específica del mismo se

incrementa por lo que, considerando que el pH del microambiente del DI-CAFOS

tiende a ser ligeramente alcalino es posible que el medio básico haya sido el

responsable de la degradación del G-0, lo cual se evidencia en mayor magnitud

debido al empleo de temperaturas superiores a la ambiente. Estas contribuyen

por una parte a disminuir la energía de activación de la reacción y por otra, a

incrementar la velocidad de sublimación del G-0, el cual en estado gaseoso puede

interaccionar con mayor facilidad con cualquier componente. En un estudio

realizado empleando este excipiente y Acido Nalidíxico se reportó interacción

química, la cual se adjudicó a la inestabilidad del fármaco en medio alcalino [58].

Considerando que en la mezcla G-0/DI-CAFOS el G-0 sufre disminución de la

entalpía de fusión por DSC, disminuye significativamente el contenido del fármaco

en la muestra envejecida en estrés, aparece un nuevo pico que se asocia a un

posible producto de degradación y cambia su coloración inicial, se concluye que

ambos excipientes son incompatibles.

3.3 Mezcla G-0/Lactopress

La curva obtenida a partir del tamizaje primario desarrollado mediante DSC

(mezcla G-0/Lactopress recién preparada) no mostró variaciones en la

temperatura del pico de fusión, ni en la temperatura de inicio de la fusión.





Tampoco existieron variaciones notables de la entalpía de fusión corregida para

esta mezcla con respecto a la correspondiente al G-0 (Tabla 2), por lo que a partir

del tamizaje primario aparentemente no se manifestaron interacciones.

Posteriormente las mezclas se sometieron a estrés y se volvieron a procesar

mediante DSC (excepto las que contenían MPSílica y DI-CAFOS). Las curvas

obtenidas para la mezcla G-0/Lactopress sometida a estrés isotérmico durante 1

mes no mostraron cambios significativos de los parámetros térmicos (Tabla 3 y

Fig.10), por lo que a través de la técnica DSC no se detecta ninguna interacción

entre estos componentes.

Tabla 3. Parámetros térmicos obtenidos a partir de las curvas de DSC del G-0 y sus

mezclas con excipientes sólidos, sometidas a estrés isotérmico.

Muestra T inicio (ºC) T fusión (ºC) ∆Hfc *(J/g)

G-0 73.08 75.00 153.84 ± 0.16

G-0/Manitol 73.23 76.09 149.38 ± 2.62

G-0/Dextrosa 72.98 74.39 124.90 ± 0.01

G-0/Lactopress anh. 72.90 76.04 149.57 ± 3.70

G-0/Cloruro de sodio 73.05 74.74 135.46 ± 2.78

G-0/Almidón de trigo 72.39 75.53 138.27 ± 6.25

G-0/Sacarosa 72.95 75.58 145.03 ± 4.38

G-0/Avicel PH102 72.82 75.97 153.13 ± 6.75

G-0/DMbetaCD 68.56 71.60 148.53 ± 5.79

Las mezclas con Lactopress también fueron analizadas mediante CLAE. Como

resultado de este ensayo se cuantificó una disminución del contenido de G-0 en la

mezcla bajo estrés de aproximadamente el 24 % con respecto a la mezcla recién

elaborada (Fig.5). Se detectó además un nuevo pico ancho que representa el 0.98

% con respecto al Área total de los picos presentes, con tiempo de retención de

2.98 minutos, por lo que es probable que la disminución en el contenido de la

sustancia activa no sólo estuviera relacionada con una interacción química si no

también con una pérdida física, que podría deberse a la no optimización del

proceso extractivo o a sublimación del G-0 en las condiciones de

almacenamiento.





Figura 10. Termogramas obtenidos para G-0, Lactopress anhidro, Mezcla física G-

0/Lactopress anhidro recién elaborada y sometida a estrés isotérmico (IST).

El registro del espectro FT-IR obtenido para la mezcla G-0/Lactopress sometida a

estrés isotérmico mantuvo las bandas principales correspondientes al G-0, entre

las que se destacan 1631,5 cm-1 (dienos conjugados), 1556,3 cm-1 y 1520,5 cm-1

(nitro alifático y conjugado respectivamente), aunque de menor intensidad y las

bandas que corresponden a éter, aunque estas últimas se solapan con las tipo

éter del excipiente. Las bandas asignadas a las vibraciones de aromáticos se

encuentran solapadas con la fuerte banda asociada a OH del excipiente (Fig. 11).





Figura 11. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Lactopress: (a) G-0, (b)

Lactopress anhidro y (c) Mezcla física G-0/Lactopress anhidro (1:1) sometida a

estrés isotérmico durante 1 mes.

Como resultado de la inspección visual de estas mezclas no se apreciaron

cambios en la coloración de las mismas con respecto a las mezclas frescas,

manteniendo su coloración amarilla original.

Figura 12. Coloración que exhibió la mezcla G-0/Lactopress anhidro al ser

almacenada durante 1 mes en condiciones de estrés isotérmico.

(a)

(b)

(c)





Del análisis de los resultados obtenidos a partir de las curvas por DSC (antes y

después del estrés), el análisis cualitativo y cuantitativo basado en CLAE, los

espectros infrarrojos y la inspección organoléptica, podemos concluir que el G-0

presenta moderada compatibilidad con el Lactopress anhidro.

3.4 Mezcla G-0/Dextrosa anhidra

Los resultados alcanzados por DSC para la mezcla física G-0/Dextrosa (recién

preparada) no mostraron variaciones marcadas en la temperatura del pico de

fusión, ni en la temperatura de inicio de la fusión. Tampoco existieron variaciones

notables de la entalpía de fusión corregida para esta mezcla con respecto a la

correspondiente al G-0 (Tabla 2), por lo que a partir del tamizaje primario

aparentemente no se manifestaron interacciones.

Nuevas mezclas fueron preparadas y tras ser sometidas a estrés se procesaron

mediante DSC. En este caso sí se observaron cambios en la curva obtenida,

principalmente relacionados con la aparición de una nueva banda en el intervalo

de temperatura de 55 a 70ºC, así como cierta disminución del valor de la entalpía

de fusión del G-0 (Tabla 3 y Fig.13). Algunos autores refieren que en el intervalo

de 66 a 73ºC la dextrosa anhidra sufre un proceso de deshidratación, luego de

haber estado almacenada en condiciones de humedad elevada [13], por lo que el

valor obtenido para la entalpía de fusión del G-0 en la mezcla pudo haber sido

subestimado debido al solapamiento de 2 eventos térmicos muy cercanos

(deshidratación de la dextrosa y fusión del G-0).

Por tal motivo, se emplearon otras técnicas para confirmar la existencia de una

interacción fármaco-excipiente. Las mezclas con dextrosa también fueron

analizadas mediante CLAE. Como resultado de este ensayo se cuantificó una

disminución del contenido de G-0 en la mezcla bajo estrés de aproximadamente

el 20 % con respecto a la mezcla recién elaborada (Fig. 5), en total acuerdo con

los resultados de DSC.

Se apreció además un nuevo pico ancho que solo representa el 1.2 % con

respecto al Área total de los picos presentes, con tiempo de retención de 2.98

minutos (Fig.13), por lo que al igual que en el caso de la mezcla física con

Lactopress, es probable que una parte de la disminución en el contenido de la





sustancia activa no estuviera relacionada solamente a una interacción química si

no a una pérdida física.

Figura 13. Termogramas obtenidos para G-0, Dextrosa, Mezcla física G-0/Dextrosa

recién elaborada y sometida a estrés isotérmico (IST).

Figura 14. Cromatogramas obtenidos para las mezclas G-0/Dextrosa: (a) Mezcla



(a) (b)





El espectro infrarrojo obtenido para la mezcla G-0/Dextrosa sometida a estrés

isotérmico mantuvo las bandas principales correspondientes al G-0, entre las que

se destacan 1631,5cm-1 (dienos conjugados), 1556,3 cm-1 y 1520,5 cm-1 (nitro

alifático y conjugado respectivamente), aunque de menor intensidad en

comparación con el espectro del G-0. Las bandas que corresponden a éter se

solapan con las del excipiente y las asignadas a las vibraciones de aromáticos se

encuentran solapadas con la fuerte banda asociada a OH del excipiente (Fig. 15).

Figura 15. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Dextrosa: (a) G-0, (b)

Dextrosa anhidro y (c) Mezcla física G-0/Dextrosa anhidro (1:1) sometida a estrés

isotérmico durante 1 mes.

Durante el análisis organoléptico no se mostraron cambios de coloración de las

muestras, las cuales mantuvieron su color amarillo (Fig.16).

(b

)

(a)

(c)





Figura 16. Coloración de la mezcla G-0/Dextrosa al ser almacenada durante 1 mes

en condiciones de estrés isotérmico.

Los resultados anteriormente expuestos nos indican que el G-0 y Dextrosa

presentan compatibilidad moderada, debido a que la mezcla no muestra cambios

en su coloración, la sustancia activa experimenta disminución de su contenido en

la mezcla en estrés y aparece un nuevo producto de degradación (aunque en baja

proporción).

3.5 Mezcla G-0/Avicel PH102

Considerando la amplitud de posibilidades que brinda este excipiente para su

empleo en formas de administración sólidas, y que no se han realizado estudios

anteriores que contemplen el uso del mismo en mezcla con el G-0, se decidió

incluirlo en el ensayo de compatibilidad.

La curva DSC desarrollada para la mezcla física G-0/Avicel PH102 recién

preparada no mostró cambios de consideración en la temperatura de inicio y del

pico de fusión correspondiente al G-0. Se observó un ligero incremento de la

entalpía de fusión del G-0 (Tabla 2), lo cual pudiera deberse a que el Avicel

PH102 muestra una banda de deshidratación que comienza cercana a los 66 ºC,

con temperatura máxima alrededor de los 72 ºC [13], valor muy cercano al inicio

de la fusión del G-0, por lo cual pueden estar interfiriendo dos eventos térmicos a

la vez.





Para obtener resultados confirmatorios se desarrollaron nuevamente las curvas

de DSC pero esta vez en las mezclas físicas G-0/Avicel PH102 sometidas a

estrés isotérmico (Tabla 3 y Fig.17). El termograma no mostró cambios de

significación con respecto a la mezcla fresca (no aparecen nuevos picos y el valor

de entalpía obtenido fue prácticamente el mismo), por lo que no se detectan

interacciones fármaco-excipiente en base al análisis térmico realizado.

Figura 17.Termogramas obtenidos para G-0, Avicel PH102, Mezcla física G-0/Avicel

PH102 recién elaborada y sometida a estrés isotérmico (IST).

Las mezclas también fueron evaluadas mediante CLAE. Como resultado de este

ensayo se verificó una disminución del contenido de G-0 en la mezcla bajo estrés

cercana al 25 % con respecto a la mezcla recién elaborada (Fig.5). Se apreció

además un nuevo pico ancho que solo representó el 0.97 % con respecto al Área

total de los picos presentes, con tiempo de retención de 2.96 minutos (Fig.18).





Figura 18. Cromatogramas correspondientes a mezclas G-0/Avicel PH102: (a)

Mezcla almacenada en desecadora con sílica gel a 25ºC durante 1 mes, (b) Mezcla

almacenada en condiciones de estrés isotérmico por 1 mes.

Sin embargo, al analizar los cromatogramas de mezclas testigo almacenadas a

temperatura de 25ºC y en desecadora con sílica gel por 1 mes (Fig. 18 a), se

apreció la presencia de este nuevo pico que representaba cerca del 3.7 % del

Área total de los picos presentes en el cromatograma. Este hecho pudiera estar

motivado por la posible inestabilidad del nuevo producto formado por la

interacción G-0/Avicel PH102 a temperaturas superiores a la ambiente.

Como resultado del análisis de los espectros FT-IR de las mezclas estresadas se

observó disminución de la intensidad de prácticamente todas las bandas

espectrales correspondientes al G-0 (menos notable que con DICAFOS), sin

embargo todas se observan (Fig.19). No existió corrimiento de ninguna banda ni

tampoco aparición de nuevas, de lo cual se deduce que el G-0 se encuentra

presente en las mezclas y que los productos de degradación aparecen en

cantidad insuficiente para ser detectados por esta técnica no separativa.

(a) (b

)





Figura 19. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Avicel PH102: (a) G-0, (b)

Avicel PH102 (c) Mezcla física G-0/Avicel PH102 (1:1) sometida a estrés isotérmico

durante 1 mes.

Figura 20. Coloración de la mezcla G-0/Avicel PH102 al ser almacenada durante 1

mes en condiciones de estrés isotérmico.

En cuanto a la coloración de la mezcla sometida a estrés, se visualiza un ligero

cambio en la tonalidad que pasa de amarillo claro a amarillo más oscuro (Fig. 20).

El agua en excipientes como la celulosa microcristalina es altamente reactiva,

porque la misma está débilmente adsorbida. Esta contribuye a incrementar la

movilidad molecular dentro del sistema, lo cual es un prerrequisito para que la

reacción química tenga lugar.

(a)

(b)

(c)





Esto fue motivo de degradación hidrolítica obtenida para la Aspirina en presencia

de Avicel. A este excipiente también se le atribuyen incompatibilidades

relacionadas con reacción de Maillard debido a la glucosa residual que puede

contener como impureza, adsorción de fármacos básicos e incompatibilidades no

específicas debido a la capacidad de formar puentes de hidrógeno [8].

Aunque los resultados obtenidos mediante DSC no mostraron cambios

sustanciales antes y después del estrés, el análisis cromatográfico de las mezclas

evidenció pérdidas de hasta un 25% del contenido de G-0 inicial, con la aparición

de un producto de degradación aún en condiciones suaves de almacenamiento,

unido a la disminución de la intensidad de las bandas en el FT-IR y el ligero

cambio de coloración obtenido tras el estrés a 40ºC/75%HR nos permiten

confirmar que el G-0 y el AvicelPH102 son incompatibles.

3.6 Mezcla G-0/Manitol

Su utilidad como diluente en formas sólidas y edulcorante, así como la no

existencia de reportes previos de compatibilidad con relación al G-0, influyeron en

la inclusión del excipiente en este estudio. La curva DSC desarrollada para la

mezcla física G-0/Manitol recién preparada no mostró cambios notables en la

temperatura de inicio y del pico de fusión correspondiente al G-0. Tampoco se

verificaron cambios en la entalpía de fusión del fármaco (Tabla 2), lo cual indica la

estabilidad térmica del G-0 en la mezcla fresca y la ausencia de eventos térmicos

por parte del excipiente en el intervalo de temperaturas evaluado. Habiendo

rebasado el tamizaje primario, se prepararon mezclas nuevamente y se

sometieron a estrés isotérmico. Las curvas de DSC mostraron invariabilidad en el

comportamiento térmico lo cual confirma los resultados obtenidos mediante

tamizaje primario (Tabla 3 y Fig. 21).





Figura 21. Termogramas obtenidos para G-0, Manitol, Mezcla física G-0/Manitol


Las mezclas con Manitol también fueron analizadas mediante CLAE. Como

resultado de este ensayo se cuantificó una disminución del contenido de G-0 en la

mezcla bajo estrés de aproximadamente el 23 % con respecto a la mezcla recién

elaborada (Fig.5). Se apreció además un nuevo pico ancho que solo representa el

0.95 % con respecto al Área total de los picos presentes, con tiempo de retención

de 2.97 minutos (Fig.22), el cual no se detectó en las muestras testigo, por lo que

la disminución mayoritaria en el contenido de la sustancia activa no parece estar

relacionada solamente a una interacción química sino también a una pérdida

física.





Figura 22. Cromatogramas correspondientes a mezclas G-0/Manitol: (a) Mezcla

almacenada en desecadora con sílica gel a 25ºC durante 1 mes, (b) Mezcla

almacenada en condiciones de estrés isotérmico por 1 mes.

Adicionalmente se desarrollaron los espectros FT-IR a estas mezclas. El espectro

obtenido para la mezcla sometida a estrés es el resultado de la superposición de

los espectros individuales de G-0 y Manitol. No hay muestras de descomposición

química apreciable de la sustancia activa, aunque la mayoría de las bandas se

muestran relativamente más débiles en la mezcla (Fig.23).

Tampoco existieron cambios en la coloración de las mezclas ensayadas, por lo

que podemos concluir que, al no variar los parámetros térmicos, no manifestarse

cambios en los espectros infrarrojos y sólo pequeños cambios cualitativos

(producto de degradación en muy baja proporción) y cuantitativos (asociado a

pérdidas físicas) mediante CLAE, el manitol y el G-0 presentan compatibilidad

moderada.

(b

)

(a) (b)





Figura 23. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Manitol: (a) G-0, (b)

Manitol (c) Mezcla física G-0/Manitol (1:1) sometida a estrés isotérmico durante 1

mes.

3.7 Mezcla G-0/Sacarosa

Un trabajo anterior evaluó la compatibilidad entre el G-0 y este excipiente (azúcar

refino y azúcar moreno) durante 3 meses con protección de la luz, sin embargo

las mezclas una vez elaboradas no tenían control de la humedad ni de la

temperatura durante su almacenamiento y se analizaron solamente empleando

una técnica no separativa (Espectrofotometría UV-Vis). Teniendo en cuenta que la

combinación de técnicas de análisis térmico y el empleo de estrés isotérmico

auxiliado de una técnica cromatográfica (CLAE, CG) brindan mayor información

acerca de las interacciones que pueden ocurrir entre el fármaco y el excipiente

[12], se decidió incluir a la sacarosa como parte del presente trabajo.

Las curvas obtenidas por DSC para la mezcla física G-0/Sacarosa (recién

preparada) no mostraron variaciones notables en la temperatura del pico de

fusión, ni en la temperatura de inicio de la fusión. Sin embargo sí se apreciaron

variaciones de la entalpía de fusión corregida para esta mezcla con respecto a la

correspondiente al G-0 (Tabla 2). Al repetirse el procedimiento para las mezclas

(a)

(b)

(c)





bajo estrés por 1 mes no se apreciaron corrimientos de las temperaturas de

fusión, pero se detectó una disminución apreciable de la entalpía de fusión (Tabla

3 y Fig.24).

Figura 24. Termogramas obtenidos para G-0, Sacarosa, Mezcla física G-0/Sacarosa


Al cuantificar el G-0 en la mezcla envejecida mediante CLAE se verificó una

reducción del contenido del fármaco en aproximadamente un 20 % (Fig.5), y la

aparición de un pico que eluye con un tiempo de retención de 2.96 min, que sólo

representa el 0.8 % del Área total de los picos presentes en el cromatograma (Fig.

25).





Figura 25. Cromatogramas obtenidos para las mezclas G-0/Sacarosa: (a) Mezcla



Por su parte el espectro FT-IR desarrollado para la mezcla física en condiciones

de estrés es prácticamente el resultado de la superposición de los espectros

individuales de G-0 y Sacarosa (Fig.26). Las bandas correspondientes al G-0

mantienen su intensidad. No hay muestras de descomposición química

significativa de la sustancia activa. Tampoco se observaron cambios en la

coloración de las mezclas envejecidas, manteniendo su color amarillo inicial.

Teniendo en cuenta los resultados anteriormente descritos se considera que el

G-0 presenta moderada compatibilidad con la Sacarosa.

(a)

(b

) (b)





Figura 26. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Sacarosa: (a) G-0, (b)

Sacarosa (c) Mezcla física G-0/Sacarosa (1:1) sometida a estrés isotérmico durante

1 mes.

3.8 Mezcla G-0/Cloruro de sodio

Las curvas obtenidas por DSC para la mezcla física G-0/Cloruro de sodio (recién

preparada) no mostraron variaciones notables en la temperatura del pico de

fusión, ni en la temperatura de inicio de la fusión. La entalpía de fusión corregida

para esta mezcla con respecto a la correspondiente al G-0 no mostró diferencias

notables (Tabla 2). Al repetirse el procedimiento para las mezclas bajo estrés por

1 mes no se apreciaron corrimientos de las temperaturas de fusión, pero se

detectó una disminución apreciable de la entalpía de fusión, lo cual puede

deberse a problemas de homogeneidad de la mezcla en la pequeña cantidad

pesada para realizar el DSC. (Tabla 3 y Fig.27).

(

a

)

(

b

)

(

c

)

(c)

(b)

(a)





Figura 27. Termogramas obtenidos para G-0, Cloruro de sodio, Mezcla física G-

0/Cloruro de sodio recién elaborada y sometida a estrés isotérmico (IST).

Los cromatogramas mostraron una reducción en el contenido de G-0 en la

mezclas envejecidas de aproximadamente el 22 % del contenido inicial (Fig.5), sin

embargo se observaron dos nuevos picos cromatográficos con tiempos de

retención de 3.28 y 8.74 minutos que representaban el 0.12% y 0.17%

respectivamente del total del Área de los picos presentes (Fig.28).

Figura 28. Cromatogramas obtenidos para las mezclas G-0/Cloruro de sodio: (a)

Mezcla almacenada en desecadora a temperatura ambiente por 1 mes, (b) Mezcla

sometida a estrés isotérmico 40ºC/75% HR por 1 mes.

(a) (b)





Al registrar el espectro FT-IR desarrollado para la mezcla física bajo estrés se

observaron todas las bandas correspondientes al G-0, las cuales se observaron

claramente debido a la ausencia de bandas espectrales del cloruro de sodio

(Fig.29). Las bandas correspondientes al G-0 mantienen su intensidad. No hay

muestras de descomposición química significativa de la sustancia activa

Figura 29. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Cloruro de sodio: (a) G-0,

(b) Cloruro de sodio (c) Mezcla física G-0/Cloruro de sodio (1:1) sometida a estrés


Durante la inspección organoléptica tampoco se observó cambio de la coloración

en las mezclas, por lo que considerando los resultados obtenidos por DSC, FT-IR,

CLAE y el análisis organoléptico se sugiere que las pérdidas obtenidas para las

mezclas envejecidas sean, mayormente, de naturaleza física, por lo que se

considera que el G-0 y Cloruro de sodio presentan moderada compatibilidad.

(a

)

(b

)

(c

)

(a)

(b)

(c)





3.9 Mezcla G-0/Almidón de trigo

El termograma correspondiente al primer tamizaje por DSC para la mezcla física

G-0/Almidón de trigo recién preparada no mostró variaciones de consideración en

las temperaturas de inicio y del pico de fusión para el G-0 (Tabla 2). Se registró

cierto incremento en la entalpía de fusión de la sustancia activa, lo cual puede ser

atribuible a falta de homogeneidad de la mezcla y/o al contenido de agua del

excipiente, la cual puede ser liberada durante el calentamiento de la mezcla y en

un intervalo de temperatura cercano al de la fusión del G-0 (Tinicio ~ 66ºC) [9].

Una vez sometida la mezcla a las condiciones de almacenamiento de

40ºC/75%HR, se desarrolló nuevamente el termograma, y se registró una

disminución ligera de la temperatura de inicio de la fusión (Tabla 3 y Fig. 30),

ensanchando ligeramente el pico de fusión, lo cual se reporta que puede ocurrir

en mezclas, por disminución de la pureza de cada componente en las mismas [9].

También se obtuvo una disminución apreciable de la entalpía de fusión, lo cual

puede ser causado por deshomogenización o por interacción entre el fármaco y el

excipiente, lo cual debe ser corroborado con el auxilio de otras técnicas como

CLAE y FT-IR.

Los cromatogramas mostraron una disminución del contenido de G-0 en las

mezclas envejecidas de aproximadamente el 22 % del contenido inicial (Fig.5),

mientras que se observó un nuevo producto con tiempo de retención de 2.85

minutos que representa el 0.21 % del Área total de los picos cromatográficos

presentes en el registro (Fig.31).





Figura 30. Termogramas obtenidos para G-0, Almidón de trigo, Mezcla física G-

0/Almidón de trigo recién elaborada y sometida a estrés isotérmico (IST).

Figura 31. Cromatogramas obtenidos para las mezclas G-0/Almidón de trigo: (a)

Mezcla almacenada en desecadora a temperatura ambiente por 1 mes, (b) Mezcla

sometida a estrés isotérmico 40ºC/75% HR por 1 mes.

El espectro infrarrojo no mostró cambios de consideración con respecto al

desarrollado para el G-0 (Fig.32). Todas las bandas características de los grupos

funcionales del G-0 aparecen y sólo se observó disminución muy ligera de la

intensidad de algunas bandas, entre las que se incluyen las que aparecen en

(a) (b

)

(b)

G-0/Almidón de trigo

G-0/Almidón de trigo IST

Almidón de trigo





1631,5 cm-1; 1492,7 cm-1; 1315,3 cm-1; 1270,9 cm-1. Este análisis sugiere que de

existir alguna interacción fármaco-excipiente, esta no es de consideración,

pudiendo encontrarse producto de degradación en cantidades no detectables por

la técnica.

Al analizar visualmente las mezclas envejecidas, no mostraron cambios de

coloración con respecto al color amarillo claro original.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos por DSC, CLAE y FT-IR, se sugiere

que las pérdidas asociadas a la cuantificación del G-0 en las mezclas son,

mayoritariamente, de naturaleza física, por lo que se considera que el G-0 y el

Almidón de trigo presentan compatibilidad moderada.

Figura 32. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/Almidón de trigo: (a) G-0,

(b) Almidón de trigo (c) Mezcla física G-0/Almidón de trigo (1:1) sometida a estrés


3.10 Mezcla G-0/DMbetaCD

El derivado Dimetil-beta-ciclodextrina (DMbetaCD), que es mucho más soluble en

agua que la beta-ciclodextrina, se obtiene por metilación selectiva de todos los

carbonos C2 unidos a grupos hidroxilo y C6 unidos a hidroxilo (Se mantienen los

(a)

(b)

(c)





carbonos C3 unidos a hidroxilo sin sustituir). Funde entre 295-300 ºC y su

contenido de humedad debe ser inferior al 1 % [59].

Teniendo en cuenta todas las posibilidades que brindan las ciclodextrinas y

tomando como base un trabajo realizado donde se caracteriza la formación de

complejos de inclusión del G-0 con 2 derivados de la beta-ciclodextrina

(hidroxipropil-beta-CD y sulfobutil éter-beta-CD) [43], se decidió incluir la

DMbetaCD en el estudio de compatibilidad.

La curva de DSC correspondiente al primer tamizaje realizado a la mezcla física

G-0/DMbetaCD recién preparada mostró pequeña disminución tanto en la

temperatura de inicio de la fusión como la temperatura del pico fusión para el G-0

(Tabla 2). Además se registró reducción del valor de la entalpía de fusión de la

sustancia activa, lo cual puede ser atribuible a falta de homogeneidad de la

mezcla o a la formación de complejos de inclusión [61].

Se colocaron mezclas G-0/DMbetaCD en estrés isotérmico y luego de 1 mes,

fueron evaluadas nuevamente mediante DSC. La data obtenida permitió detectar

nuevamente reducción en las temperaturas de inicio y de pico de fusión, sin

embargo no se observaron diferencias significativas entre la entalpía de fusión de

la mezcla envejecida con respecto a las mezclas frescas (Tabla 3 y Fig.33), lo

cual indica que no hubo interacción química que diera lugar a descomposición del

producto durante el almacenamiento. Un comportamiento similar fue obtenido al

estudiar la compatibilidad del producto antitumoral β-lapachone con esta

ciclodextrina. Los cambios en ese caso fueron explicados en términos de

formación de complejos de inclusión [62].





Figura 33. Termogramas obtenidos para G-0, DMbetaCD, Mezcla física G-

0/DMbetaCD recién elaborada y sometida a estrés isotérmico (IST).

Estos resultados se corroboraron empleando CLAE. Los cromatogramas

obtenidos indicaron una disminución del contenido inicial de G-0 en las mezclas

sometidas a estrés de aproximadamente un 10 % (Fig.5). Sin embargo no se

detectaron nuevos picos cromatográficos que pudieran asociarse a un proceso

degradativo del fármaco (Fig.34).

Adicionalmente se desarrolló el espectro FT-IR para las mezclas envejecidas por

1 mes, obteniendo como resultado una disminución visible de la intensidad de

casi todas las bandas, aunque las principales asignadas a dienos y polienos

(1600-1650cm-1, fuerte y ancha) y a N-O (1350 cm-1, fuerte) se observan con

claridad, no siendo así las correspondientes al éter furánico, las cuales se solapan

con las bandas tipo éter de la ciclodextrina (Fig.35).





Figura 34. Cromatograma obtenido para las mezclas G-0/DMbetaCD sometida a

estrés isotérmico 40ºC/75% HR por 1 mes.

Figura 35. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/DMbetaCD: (a) G-0, (b)

DMbetaCD (c) Mezcla física G-0/DMbetaCD (1:1) sometida a estrés isotérmico

durante 1 mes.

(a

)

(b

)

(c)

(b)

(a)





Se conoce que el G-0 es químicamente estable a temperatura de 40 ºC y que no

es sensible a la humedad [3], [42], en cambio sublima a temperatura ambiente

[63]. Para que se tenga una idea de la magnitud del proceso basta decir que en el

referido estudio, desarrollado mediante Análisis termogravimétrico, se registraron

pérdidas de 0.615 μg en 1 minuto a la temperatura de 40ºC, por lo que en 1 hora

se podrían esperar pérdidas cercanas a 37 μg y en un día, de 53 mg. Entre los

factores que pueden influir en la velocidad de este proceso se encuentra la

superficie expuesta para la sublimación. Para valorar la posible influencia de este

proceso en los resultados cromatográficos obtenidos, se decidió incluir muestras

que solo contenían G-0 en los mismos envases que se emplearon para el estudio

de compatibilidad, los cuales consistían en tubos de ensayo de vidrio con tapones

de polietileno de color blanco. Se colocaron en desecadora con solución saturada

de cloruro de sodio y en la estufa a 40ºC y se analizaron al cabo de 1 mes

mediante CLAE.

Al cuantificar el contenido de G-0 sometido a estrés se obtuvo un 90.83 ± 0.51 %

con respecto a la masa inicialmente pesada en los tubos de ensayo, sin embargo

no se observaron nuevos picos asociados a productos de degradación (Fig.36), lo

cual confirma la estabilidad química del producto, pero no física en las

condiciones de almacenamiento, por lo tanto el fenómeno de sublimación puede

ser en parte responsable de las pérdidas obtenidas para la mayoría de los

excipientes estudiados.





Figura 36. Cromatograma correspondiente a una muestra de G-0 materia prima

sometida a estrés isotérmico a 40ºC/75%HR.

Al no existir diferencias significativas entre el contenido de G-0 materia prima en

estrés y el contenido de G-0 en las mezclas con DM-beta-CD (Anexo II), en

ausencia de productos de degradación en ambos registros cromatográficos, se

puede concluir que el G-0 es compatible con la DM-beta-CD, y que los cambios

en el DSC son causados por una interacción positiva (complejos de inclusión), lo

cual fue también reportado para el G-0 en presencia de otros derivados de la

beta-CD [43].

3.11 Mezcla G-0/HP-beta-CD

La hidroxipropil-beta-ciclodextrina (2-HP-beta-CD) es otro derivado de la beta-CD

que presenta mayor solubilidad que esta y no es nefrotóxica, por lo que es

adecuada para el uso en formulaciones parenterales. Se ha empleado en líquidos

y sólidos orales, aerosoles y formulaciones tópicas. Ha funcionado como

estabilizante durante el almacenamiento de diversas formulaciones. Funde a

278ºC. No se le conocen incompatibilidades [59].

Existe un reporte de ensayo de compatibilidad de esta ciclodextrina y también de

la SBE-beta-CD con el G-0, basado en el análisis cualitativo mediante

Cromatografía en Capa Delgada (CCD), DSC e inspección visual de la coloración





de las mezclas físicas y malaxadas almacenadas durante 90 días [6], sin embargo

no existen datos cuantitativos acerca de la compatibilidad entre el fármaco y estas

ciclodextrinas. Por otra parte, la técnica de CLAE permite detectar productos de

degradación en niveles mucho más bajos de concentración que CCD. Por tal

motivo y a fin de completar estos estudios, se decidió incluir ambas ciclodextrinas

en el estrés isotérmico asistido por CLAE y FT-IR.

Se colocaron mezclas físicas G-0/HPbetaCD en proporción 1:1 en tubos de

ensayo con tapón de caucho y se sellaron con parafilm. El análisis cromatográfico

de las mezclas envejecidas a 40ºC/75%HR mostró que no existieron diferencias

significativas en cuanto al contenido de G-0 entre las mezclas envejecidas

(100.47 ± 4.28 %) con respecto a las recién elaboradas (99.25 ± 5.06 %), (Anexo

III). En los cromatogramas de las mezclas que estuvieron bajo estrés no se

detectaron productos de degradación (Fig 37), por lo que no existieron evidencias

de interacción mediante esta técnica.

Figura 37. Cromatograma correspondiente a una mezcla G-0/HP-beta-CD sometida

a estrés isotérmico a 40ºC/75%HR.





Al desarrollarse los espectros infrarrojos no se apreciaron cambios en las bandas

correspondientes al G-0 y el espectro de la mezcla bajo estrés es prácticamente

el resultado de la superposición de los espectros individuales de ambos

componentes (Fig.38).

Figura 38. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/HP-beta-CD: (Negro) G-0,

(Rojo) HP-beta-CD, (Azul) Mezcla física G-0/HP-beta-CD (1:1) sometida a estrés


Los resultados obtenidos confirman el estudio reportado con anterioridad y

permiten declarar que el G-0 es compatible con HP-beta-CD.

3.12 Mezcla G-0/SBE-beta-CD

La sulfobutil éter-beta-ciclodextrina sódica, también conocida como Captisol se

emplea en farmacia como solubilizante, agente osmótico, estabilizante, diluyente

en cápsulas y tabletas, viscosizante, reductor de la actividad del agua. Puede

aplicarse en diferentes formas de dosificación (inyectables, sólidos y líquidos

orales, preparados oftálmicos, inhalables e intranasales).





Desde el punto de vista químico, Captisol es un derivado aniónico que presenta

grupos sulfonato sódico separados de la cavidad hidrofóbica de la ciclodextrina

por grupos butilo. El sustituyente se introduce en posiciones 2, 3 y 6 en al menos

una de las unidades de glucopiranosa de la estructura de la ciclodextrina. La

hepta sustituida (SBE 7-beta-CD) es la que presenta propiedades más deseables

como transportadora de fármacos. Presenta una temperatura de transición vítrea

de 25ºC. El contenido de humedad típico es del 3-6%, máximo 10 %. Capta

humedad de forma reversible a valores de HR superiores al 60%. El equilibrio a

valores de HR iguales o superiores a 60% podría resultar en un producto

delicuescente con un contenido de agua cercano al 16 %, por lo que debe

almacenarse en lugares secos y en envases bien cerrados. Es muy fácilmente

soluble en agua [59].

Los cromatogramas de las mezclas G-0/SBE-beta-CD colocadas a 40ºC/75%HR

mostraron que no existieron diferencias significativas entre el contenido de G-0 en

las mezclas envejecidas (96.16 ± 4.40 %) con respecto a las recién elaboradas

(98.65 ± 6.67 %), (Anexo III). En los cromatogramas de las mezclas que

estuvieron bajo estrés no se detectaron productos de degradación (Fig. 39), por lo

que no existieron evidencias de interacción mediante esta técnica.

Figura 39. Cromatograma correspondiente a una mezcla G-0/SBE-beta-CD sometida

a estrés isotérmico a 40ºC/75%HR.





Al desarrollarse los espectros infrarrojos no se apreciaron cambios en las bandas

correspondientes al G-0 y el espectro de la mezcla bajo estrés es prácticamente

la superposición de los espectros individuales de ambos componentes (Fig.40).

Figura 40. Espectro FT-IR correspondiente al sistema G-0/SBEbetaCD: (Negro) G-0,

(Rojo) SBEbetaCD (Azul) Mezcla física G-0/SBEbetaCD (1:1) sometida a estrés


Desde el punto de vista organoléptico se observó cierto humedecimiento en la

mezcla en estrés, el cual no se observó en las muestras testigo, lo cual puede

estar relacionado con la capacidad de absorción de agua por parte de esta

ciclodextrina a valores de humedad relativa superiores al 60%, lo cual no ocurre

con las mezclas en condiciones suaves de almacenamiento. Adicionalmente, no

se detectaron productos de degradación por el tiempo de estudio, lo que permite

sugerir que el G-0 y la SBE-beta-CD son compatibles.

El Anexo IV muestra un resumen de los resultados obtenidos los cuales nos

permitieron arribar a las conclusiones del estudio.

Conclusiones y recomendaciones




Conclusiones

1. A partir de los resultados obtenidos mediante el tamizaje inicial por DSC

realizado a las mezclas recién elaboradas se pudo detectar

incompatibilidad entre el G-0 y el excipiente Sílica mesoporosa ordenada

SBA-15.

2. El G-0 no deberá mezclarse con DI-CAFOS ni con Avicel PH102 debido a

su incompatibilidad química, la cual fue corroborada mediante el estrés

isotérmico.

3. En base al contenido final de fármaco en las mezclas sometidas a estrés, la

presencia poco significativa o ninguna de productos de degradación, y el

mantenimiento de las características organolépticas, el G-0 mostró muy

buena compatibilidad con HP-beta-CD, SBE-beta-CD y DM-beta-CD y

moderada compatibilidad con Manitol, Lactopress, Sacarosa, Cloruro de

sodio, Dextrosa y Almidón de trigo.

Recomendaciones

1. Aplicar la técnica de cromatografía líquida con detector de diodos alineados

(DAD) para una mejor caracterización de los productos de degradación

generados por las interacciones fármaco-excipiente.

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autor yasmany orfe sardiñas tutoras: msc. vivian ruz

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