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ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE PERFLUOROCARBONO UTILIZANDO LECITINA DE YEMA DE HUEVO COMO SURFACTANTE Y DESOXICOLATO DE SODIO COMO COSURFACTANTE. CÉSAR CAMILO ROJAS MORALES UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ D.C. 2016

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ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE PERFLUOROCARBONO

UTILIZANDO LECITINA DE YEMA DE HUEVO COMO SURFACTANTE Y

DESOXICOLATO DE SODIO COMO COSURFACTANTE.

CÉSAR CAMILO ROJAS MORALES

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

BOGOTÁ D.C.

2016

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ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE PERFLUOROCARBONO

UTILIZANDO LECITINA DE YEMA DE HUEVO COMO SURFACTANTE Y

DESOXICOLATO DE SODIO COMO COSURFACTANTE.

CÉSAR CAMILO ROJAS MORALES

Trabajo de grado para optar por el título de Ingeniero Químico

Asesor:

ÓSCAR ALBERTO ÁLVAREZ SOLANO, Ph.D

Departamento de Ingeniería Química

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

BOGOTÁ D.C.

2016

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III

AGRADECIMIENTOS

A mi familia, especialmente a mis papás y a mi hermano por su apoyo incondicional

durante toda mi vida, por sus consejos, por estar presentes y brindarme todas las

herramientas para la realización de este trabajo y la culminación de mi carrera.

A mi asesor Óscar Álvarez y a Juan Carlos Briceño por permitirme realizar este

proyecto, por los conocimientos brindados y por estar presentes en cada paso del desarrollo

del mismo.

A Carolina Navarrete, por compartir su experiencia, por su ayuda, recomendaciones

y permitirme desarrollarme profesionalmente en la realización de este proyecto.

A los técnicos del laboratorio y a todas las personas que de una u otra forma

estuvieron involucradas en el desarrollo del proyecto.

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IV

Tabla de contenido

RESUMEN ........................................................................................................................................ VII

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

2. OBJETIVOS ............................................................................................................................... 3

2.1. General ................................................................................................................................ 3

2.2. Específicos .......................................................................................................................... 3

3. ESTADO DEL ARTE ................................................................................................................. 4

3.1. Emulsiones de PFC ............................................................................................................. 4

3.2. Generaciones de hemosustitutos de PFC ............................................................................. 4

3.3. Surfactante: LYH ................................................................................................................ 4

3.4. Cambio de concentración de LYH y adición de cosurfactante DS ................................. 5

3.4.1. Cantidad teórica de LYH ............................................................................................. 5

3.4.2. Composición de vacunas de administración intravascular .......................................... 6

3.4.3. Desoxicolato de sodio ................................................................................................. 7

3.4.4. Interacción entre DS y LYH ........................................................................................ 9

3.5. Importancia del potencial Z ................................................................................................. 9

4. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................................. 10

4.1. Reactivos ........................................................................................................................... 11

4.2. Preparación de la emulsión ............................................................................................... 11

4.2.1. Preparación de las soluciones buffer ......................................................................... 11

4.2.2. Premezcla y homogenización de la fase dispersa ...................................................... 12

4.2.3. Adición de agentes .................................................................................................... 12

4.2.4. Microfluidización y esterilización ............................................................................. 12

4.3. Caracterización fisicoquímica ........................................................................................... 12

4.3.1. Tamaño de partícula .................................................................................................. 12

4.3.2. Potencial Z................................................................................................................. 12

4.3.3. pH .............................................................................................................................. 13

4.3.4. Viscosidad. ................................................................................................................ 13

4.4. Prueba de efectividad de la esterilización ......................................................................... 13

4.5. Comparación entre las solución buffer y L-Histidina ....................................................... 13

5. RESULTADOS Y ANÁLISIS .................................................................................................. 14

5.1. Caracterización .................................................................................................................. 14

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V

5.1.1. Tamaño de partícula .................................................................................................. 14

5.1.2. Potencial Z................................................................................................................. 17

5.1.3. pH .............................................................................................................................. 18

5.1.4. Viscosidad ................................................................................................................. 19

5.2. Prueba de esterilidad ......................................................................................................... 20

5.3. Comparación entre las solución buffer y L-Histidina ....................................................... 22

6. CONCLUSIONES .................................................................................................................... 24

Bibliografía ....................................................................................................................................... 26

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VI

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Estructura molecular del DS [17]. ....................................................................................... 8

Figura 2. Estructura esquematizada del desoxicolato de sodio [20] ................................................... 8

Figura 3. Formación de micelas al agregar lecitina y desoxicolato de sodio [20] .............................. 9

Figura 4. Tamaño de partícula de emulsiones de PFC hasta el día 84. ............................................ 15

Figura 5. Distribución de tamaño de partícula para emulsión con 4.5 % w/v de LYH y 0.4 % w/v de

DS ...................................................................................................................................................... 16

Figura 6. Distribución de tamaño de partícula para emulsión con 1.2 % w/v de LYH y 0.4 % w/v de

DS ...................................................................................................................................................... 16

Figura 7. Potencial Z de emulsiones de PFC hasta el día 84. ........................................................... 17

Figura 8. pH de emulsiones de PFC hasta el día 84 ......................................................................... 18

Figura 9. Viscosidad de emulsiones de PFC hasta el día 84 ............................................................ 20

Figura 10. Emulsión a la concentración de 4.5 % w/v de LYH y 0.4 % w/v DS observada en el

microscopio. ...................................................................................................................................... 21

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Vacunas encontradas en el mercado actualmente que utilizan DS o LYH ........................... 7

Tabla 2. Diseño experimental ............................................................................................................ 11

Tabla 3. Relación molar DS-LYH para emulsiones analizadas ........................................................ 21

Tabla 4. Prueba de efectividad de la esterilización ........................................................................... 23

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VII

RESUMEN

El presente estudio se centra en las emulsiones de perfluorocarbono en agua y su

uso como hemosustituto. El objetivo es formular una emulsión que pueda reemplazar la

capacidad de transportar oxígeno de la sangre y para esto, se deben estudiar propiedades

macroscópicas, microscópicas y moleculares con el fin de garantizar la estabilidad y

biocompatibilidad de la misma. Se prepararon dos emulsiones con su respectiva réplica

usando diferentes concentraciones de lecitina de yema de huevo (LYH) a 1.2 % w/v y 4.5

% w/v como surfactante y una concentración fija de desoxicolato de sodio (DS) de 0.4 %

w/v como cosurfactante. Se estudió la estabilidad temporal hasta el día 84, caracterizando

tamaño de partícula, potencial Z, pH y viscosidad. Se compararon los resultados con

investigaciones anteriores que emplearon en su formulación sólo LYH a una alta y baja

concentración. Al añadir el DS en una concentración de 0.4 % w/v a la emulsión preparada

con 4.5 % w/v LYH, se obtuvieron propiedades más estables a través del tiempo lo cual

ocurre por los enlaces de hidrógeno formados entre la LYH y el DS que impiden los

procesos de autooxidación de los fosfolípidos de la LYH. Sin embargo, es importante tener

en cuenta que la relación molar DS-LYH posiblemente debe ser mucho menor a 1 debido a

que se pueden generar fenómenos de coalescencia y de Ostwald ripening que desestabilicen

la emulsión como ocurrió en la emulsión con 1.2 % w/v LYH y 0.4 % w/v DS. Los valores

de tamaño de gota y viscosidad son aceptables para que la emulsión sea administrada vía

intravenosa, pero el pH aunque es constante, no tiene un valor aceptable. En

experimentaciones futuras se recomienda realizar un ajuste del pH antes de realizar la

esterilización y analizar el comportamiento del pH con otras soluciones buffer como L-

Histidina.

Palabras claves: Lecitina de yema de huevo, Desoxicolato de sodio, pH, Potencial Z,

Tamaño de partícula, Viscosidad.

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1

1. INTRODUCCIÓN

Los hemosustitutos se han venido desarrollando con el objetivo de evitar las

transfusiones de sangre debido a que estos procedimientos presentan distintas dificultades

tales como un elevado costo, una disponibilidad limitada, reacciones alérgicas, transfusión

accidental de sangre incompatible, transmisión de infecciones virales o bacterianas y la

posible TRALI o lesión pulmonar aguda relacionada con la transfusión [1]. Ésta última

consiste en una insuficiencia respiratoria aguda y edema pulmonar que puede llevar a la

muerte del paciente, y es la causa más frecuente de muertes relacionadas con transfusiones

de sangre en EE.UU. [2]. Un hemosustituto ideal debe tener las siguientes características:

una alta disponibilidad para poder suplir la demanda, debe ser económico, no debe ser

tóxico, compatible con todos los tipos de sangre, de fácil almacenamiento y no debe

contener virus ni bacterias [3]. Buscando las características nombradas anteriormente se

han desarrollado investigaciones alrededor del mundo para crear una emulsión capaz de

transportar oxígeno como lo hace la sangre. Los tres principales tipos de hemosustitutos

transportadores de oxígeno son: Perfluorocarbonos (PFC) procesados sintéticamente,

compuestos basados en hemoglobina y liposomas que contienen hemoglobina imitando el

medio de eritrocitos como “glóbulos rojos artificiales” [4]. La presente investigación se

centra en las emulsiones de PFC. Estas emulsiones tienen la ventaja de no producir toxinas,

no se metabolizan, no tienen efecto antigénico y la forma en la que el cuerpo la elimina es

inicialmente por circulación por fagocitosis, luego por el sistema retículo endotelial y

finalmente es expulsado a través de los pulmones [4]. Sin embargo, al ser una sustancia

oleosa, no se puede administrar directamente vía intravenosa. Por esto, se debe crear una

emulsión de PFC en agua. Adicionalmente, entre las sustancias que debe contener, se

encuentra un buffer con el fin de mantener un pH constante y un surfactante, el cual influye

directamente con la estabilidad de la emulsión. Además es importante garantizar que

propiedades como viscosidad, potencial Z, pH y tamaño de gota sean constantes en el

tiempo y apropiadas para que al ser administrada vía intravenosa, exista una

biocompatibilidad de la emulsión.

Actualmente, en los departamentos de Ingeniería Química e Ingeniería Biomédica de la

Universidad de los Andes se han desarrollado emulsiones de PFC mediante un proceso de

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2

emulsificación en el que se crea una emulsión con gotas de perfluorooctilbromuro (PFOB)

dispersas en una fase continua acuosa. Este proceso tiene como nombre homogenización a

presiones elevadas el cual hace pasar el fluido a través de una abertura en la válvula de

homogenización. Esta condición de alta turbulencia, esfuerzo, compresión y aceleración de

las partículas causa menor tamaño de gota y por tanto, mayor estabilidad del producto [5].

En el grupo de investigación de la Universidad de los Andes se ha encontrado que las

propiedades de la emulsión no son estables en el tiempo pues se genera un aumento en el

tamaño de gota y una disminución del pH debido a una acidificación de la emulsión,

posiblemente generada por reacciones de oxidación y/o hidrólisis [6]. Con el objetivo de

aumentar la estabilidad temporal de la emulsión se ha decidido realizar un cambio de

concentración de lecitina de yema de huevo (LYH) y adicionar desoxicolato de sodio (DS)

como cosurfactante. Este cambio se debe a que se ha encontrado mediante cálculos

teóricos, que la concentración de LYH para estabilizar la emulsión debe ser menor [6].

Adicionalmente, en vacunas administradas vía intravenosa que se encuentran en la

industria, la concentración que utilizan de LYH es menor, lo cual coincide con los cálculos

teóricos de esta concentración [7] [8] [9] [10] [11]. Por último, se encontró que la

interacción del DS con LYH puede producir ventajas en la estabilidad de la emulsión de

PFC [12].

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3

2. OBJETIVOS

2.1. General

Evaluar la estabilidad temporal de las emulsiones de PFC al añadir en la

formulación un agente cosurfactante a través de sus propiedades macroscópicas,

microscópicas y moleculares

2.2. Específicos

Identificar las diferencias de las propiedades entre las emulsiones a altas y bajas

concentraciones de surfactante

Analizar el efecto del desoxicolato de sodio en la emulsión para garantizar la

estabilidad en el tiempo

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3. ESTADO DEL ARTE

3.1. Emulsiones de PFC

Las moléculas de PFC son derivadas de cadenas cíclicas o lineales de hidrocarburos

con átomos de hidrógeno reemplazados por halógenos. Estos compuestos son química y

biológicamente inertes, e insolubles en agua por lo que deben ser emulsificados antes de ser

administrados vía intravascular. La farmacocinética que siguen estos compuestos consiste

en dos etapas: la primera se lleva acabo a las pocas horas de ser administrado y es

expulsado por el sistema reticuloendotelial. En el momento de la administración, las gotas

de PFC son distribuidas en el plasma, elevando la solubilidad del oxígeno. Además, se

piensa que el PFC también facilita la liberación de hemoglobina mediante la disminución

de la barrera difusiva entre los eritrocitos y el plasma. La segunda etapa se lleva acabo a los

20 días en donde la emulsión es redistribuida por la sangre, transportada a los pulmones y

luego exhalada debido a su alta presión de vapor [4].

3.2. Generaciones de hemosustitutos de PFC

Existen varias generaciones de emulsiones de PFC que han sido creadas y

administradas a individuos para estudiar sus efectos. La primera generación utilizó Pluronic

F-68 como agente emulsificante, sin embargo presentaba distintos efectos sobre los

pacientes que según varios autores estaban relacionadas al agente emulsificante por la

existencia de reacciones anafilácticas e interferencia con la quimiotaxis de neutrófilos, e

interferencia del surfactante causando hiperinflación pulmonar [5]. Posteriormente se

desarrolló la segunda generación, la cual utiliza como surfactante lecitina de yema de huevo

(LYH). Estas no presentaron activación del sistema complemento, ni alteraciones de la

función circulatoria. Al administrarla en concentraciones relativamente bajas, no se

presentaron efectos relacionados a hematología, coagulación o funciones de la sangre. Sin

embargo, si se presentaron efectos secundarios moderados tales como síntomas de gripe,

leve fiebre, escalofríos, dolor de cabeza y náuseas. Por esto, la experimentación con esta

emulsión fue detenida [5].

3.3. Surfactante: LYH

La LYH es una mezcla natural de fosfolípidos polares y neutrales entre los que se

encuentran la fosfatidilcolina (60-73 %), fosfatidiletanolamina (15-26 %), liso-

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5

fosfatidilcolina y fosfatidilinositol en una menor concentración. Los dos primeros

fosfolípidos son zwiteriónicos y por la alta concentración que representan de la lecitina,

ésta es considerada como un surfactante zwiteriónico. Este tipo de surfactante consiste en

una misma molécula con dos partes principales: una aniónica que generalmente es un grupo

carboxilo y otra catiónica que generalmente es un grupo amonio. La primera se disocia en

un anión anfífilo y un catión mientras que la catiónica lo hace en solución acuosa en un

catión orgánico anfífilo y un anión [7]. Esta clase de surfactantes son sensibles al pH. La

LYH presenta este comportamiento, por lo cual a medida que aumenta el pH, cambiará

desde catiónica a zwiteriónica y posteriormente a aniónica [8], [9]. Estos fosfolípidos son

ricos en di- y poli- ácidos grasos insaturados, por lo cual son propensos a su autooxidación

[10].

3.4. Cambio de concentración de LYH y adición de cosurfactante DS

Dada la importancia que tiene la naturaleza del surfactante en la estabilidad de la

emulsión, se desea realizar un cambio en la concentración del surfactante basado en 3

principales motivos: Cálculos teóricos indican que la concentración de LYH para

estabilizar la emulsión debe ser menor [11] , concentración de surfactante en vacunas

administradas vía intravenosa encontradas en la industria es menor a 2 % w/v [12] [13] [14]

[15] [16] y adicionalmente, se encontraron ventajas en la interacción entre DS y LYH y se

espera que la adición de DS favorezca la estabilidad de la emulsión.

3.4.1. Cantidad teórica de LYH

En primer lugar, en investigaciones previas se han preparados las emulsiones con

una concentración de LYH de 4.5 w/v y como resultados, se obtuvo que los procesos de

degradación de la LYH tales como hidrólisis y oxidación comienzan a partir del día 42 y

son los responsables de los cambios observados en las propiedades. Por esto, en

investigaciones previas, se realizaron cálculos teóricos para hallar la cantidad de surfactante

requerido para la preparación de las emulsiones, con base en la composición de fase

dispersa utilizada actualmente. Lo anterior debido a que se cree que existe un exceso de

concentración de LYH, lo cual genera un incremento acelerado de ácidos grasos y por lo

tanto cambios en el pH de la emulsión. Como resultado teórico se obtuvo que una

concentración de 1.12 % w/v es suficiente para recubrir las gotas de la fase dispersa [11].

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Cabe resaltar que estos cálculos son teóricos y existen distintas desviaciones de la realidad,

pero es un valor aproximado que debe tener la emulsión para mantener su estabilidad.

3.4.2. Composición de vacunas de administración intravascular

El segundo motivo del cambio de concentración de surfactante y cosurfactante se

debe a una revisión bibliográfica realizada sobre la concentración de los surfactantes usados

en vacunas que se encuentran actualmente en la industria. Se encontró que muchas de ellas

no utilizan únicamente un surfactante sino que según las propiedades químicas de las

moléculas, se adiciona a la formulación un cosurfactante que mejora la estabilidad de las

gotas para evitar la separación de las fases [12].

Dentro de los cosurfactantes encontrados en el mercado se analizaron Tween 80,

PEG 400, Pluronic F68, dimiristoilfosfatidilglicerol (DMPG) y desoxicolato de sodio

(DS). Sin embargo, se encontró que el primero no se utilizaba en una vacuna de forma

intravascular sino intramuscular y los 3 siguientes presentaban inestabilidad temporal de

propiedades [12]. Con base en lo anterior, se decidió profundizar en el estudio del efecto

del desoxicolato de sodio en la emulsión. En la Tabla 1 se presenta un resumen de las

vacunas y emulsiones investigadas.

Se puede observar las 3 primeras vacunas (Influenza A, Fluarix y Flulaval) tienen

como surfactante Tween 80 y como cosurfactante DS, son administradas vía intramuscular

y la concentración de ambos compuestos son bajas a comparación de la concentración

actual de la emulsión de PFC de 4.5 % w/v.

Dado que el Tween 80 no fue encontrado en vacunas administradas vía

intravascular sino intramuscular, fue descartado por los requerimientos de la emulsión de

PFC. Las siguientes vacunas, Intralipid y Lyposin solo utilizan LYH como surfactante y

son administradas vía intravenosa. Estas se encuentran a una concentración de 1.2 % w/v, y

cabe resaltar que este resultado concuerda con los resultados teóricos comentados

anteriormente.

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Tabla 1. Vacunas encontradas en el mercado actualmente que utilizan DS o LYH

Vacuna Surfactante Concentración

(% w/v) Cosurfactante

Concentración

(% w/v) Administración

Influenza A

(H5N1)

Virus

monovalent

[13]

Tween 80 0.972 DS 0.00075 Intramuscular

Fluarix [14] Tween 80 0.083 DS 0.001 Intramuscular

o subcutánea

FluLaval

[14] Tween 80 0.11 DS 0.013 Intramuscular

Intralipid

[15] LYH 1.2 - - Intravenoso

Lyposin [16] LYH 1.2 - - Intravenoso

Patente [12] LYH 1.2 DS 0.4 Intravenoso

Por último, se encontró una patente de gran interés en el proyecto debido a que la

emulsión desarrollada posee propiedades similares a las que se están buscando actualmente.

La emulsión debe ser administrada vía intravenosa en un procedimiento llamado

aterectomía. En este estudio se analizaron diferentes surfactantes y cosurfactantes a

distintas concentraciones, concluyendo que los componentes que presentaban mejores

propiedades temporales eran LYH como surfactante y DS como cosurfactante. El pH

obtenido fue de 8.3 a 8.8, el tamaño de gota obtenido fue menor a 1 µm, cuyo valor es

menor al máximo permitido de 5 µm para garantizar que no exista una obstrucción de los

vasos sanguíneos. Por último, el tiempo de almacenamiento es de 24 meses [12].

3.4.3. Desoxicolato de sodio

Por las propiedades encontradas del DS se decidió incluirlo en la formulación. El

DS es una sal biliar con una naturaleza anfifílica y corresponde a un surfactante de tipo

aniónico. Las sales biliares son importantes biosurfactantes que se encuentran en los

organismos vivos. Su estructura se muestra en la Figura 1 Figura 2 , en la cual se observa

que tienen una estructura rígida con grupos α-orientados hidroxilo y β-orientados grupos

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metilo conjugados en una cadena aniónica. Esto hace que los grupos hidroxilo se

encuentren en la parte cóncava de la estructura y los grupos metilo en el lado convexo. Esta

conformación los hace diferentes de los surfactantes convencionales con una cabeza

hidrofílica y una larga cola hidrofóbica. Adicionalmente, esta conformación también altera

la formación de agregados, es decir, forman agregados primarios debido a las interacciones

hidrofóbicas, y a una mayor concentración forman agregados secundarios debido a los

enlaces de hidrógeno entre los grupos hidroxilo [17]. Este modelo es conocido como

micelas faciales debido a que por esta conformación tiene una cara polar y otra apolar [18].

Estas propiedades le dan una gran importancia en las funciones fisiológicas debido a que

estas sales actúan como emulsificantes o solubilizantes de grasas en el intestino [19].

Figura 1. Estructura molecular del DS [17].

Figura 2. Estructura esquematizada del desoxicolato de sodio [20]

En cuanto a la forma en la que el DS es eliminado por del cuerpo, se encontró que

en vacunas con una alta concentración de esta sustancia, tras la administración intravenosa,

más del 90 % del fármaco ha desaparecido 12 horas después a través de la orina y las heces.

La eliminación total del fármaco ocurre de forma lenta varias semanas después de su

administración [21] [22].

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9

3.4.4. Interacción entre DS y LYH

El tercer motivo del cambio de concentración de LYH y DS corresponde a las

investigaciones en la formación de micelas que se ven favorecidas por la interacción entre

ambos compuestos. Se han realizado estudios del DS con LYH, debido a que este último es

insoluble en agua, y al añadir esta sal biliar, se solubiliza [23]. Esta interacción fue

analizada debido que al conocer la formación de enlaces entre los surfactantes, también se

comprende la interacción en la emulsión de PFC.

La LYH sola forma una estructura de cono y al añadirse con otras moléculas, forma

micelas esféricas inversas. Al añadir la sal biliar es posible que se formen enlaces de

hidrógeno entre la LYH y el DS. Estos enlaces protegen las repulsiones iónicas entre las

cabezas del surfactante y promueve el crecimiento de las micelas. Además, se ha

encontrado que la razón molar sal contra LYH debe ser mucho menor a 1 para generar este

efecto [20]. La Figura 4 muestra lo descrito anteriormente.

Figura 3. Formación de micelas al agregar lecitina y desoxicolato de sodio [20]

Aunque en el proyecto no se están generando micelas, este comportamiento se

puede extrapolar al comportamiento de las gotas de aceite en agua con los surfactantes. Por

esto, se espera que los enlaces de hidrógeno entre los surfactantes favorezcan la estabilidad

de la emulsión y reduciendo o eliminando la oxidación de la LYH.

3.5. Importancia del potencial Z

Una de las propiedades más importantes para observar la estabilidad de la emulsión

es el potencial Z. Por esto, a continuación se describe una revisión de su definición. Su

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10

fundamento se basa en que el potencial eléctrico decrece a medida que se aleja de la

superficie de la partícula. Las moléculas polares son influenciadas por este potencial y por

una región con carga no balanceada alrededor de las partículas llamada la doble capa

eléctrica. Esta capa actúa para contrarrestar el potencial eléctrico de la partícula y

controlando la tasa a la cual el potencial eléctrico disminuye con la distancia. El potencial Z

para cada gota en la emulsión se describe como una medida del potencial eléctrico en el

plano entre la partícula y el bulk de la solución. Este plano se encuentra fuera de la

superficie debido a una capa de moléculas que están tan eléctricamente unidas a la

superficie de las partículas que se mueven con la gota. Por esta razón, el potencial Z es el

factor determinante para conocer acerca de la estabilidad de la emulsión y en qué grado se

generara la producción de agregados. Un valor alto significa en mayores fuerzas de

repulsión electrostáticas y por lo tanto una mayor distancia entre las partículas. Esto reduce

la floculación causada a las interacciones de Van der Waals. El rango usualmente utilizado

para identificar la estabilidad de la emulsión se da en valores mayores a 30mV y menores a

-30mV. Es decir, las que se encuentren en estos valores son estables mientras que los

valores restantes revelan una tendencia a formar agregados [24].

4. MATERIALES Y MÉTODOS

Con el objetivo de analizar el efecto de un cosurfactante en la estabilidad de la

emulsión, y al mismo tiempo evaluar el uso de una menor cantidad de surfactante, se

decidió realizar los experimentos mostrados en la Tabla 2.

El primer experimento corresponde a la concentración de LYH que se ha venido

trabajando actualmente, y la concentración del DS a la cual la patente presenta las mejores

propiedades. El segundo experimento corresponde a exactamente las mismas

concentraciones encontradas en la patente [12]. Además se realizó una réplica de cada una

de las emulsiones.

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Tabla 2. Diseño experimental

Concentración LYH

como surfactante

(% w/v)

Concentración DS

como cosurfactante

(% w/v)

4.5 0.4

1.2 0.4

Cabe resaltar que se comprobó que la concentración del DS, fuera menor al LD50

(150 mg/kg) para asegurar que no vaya a representar un compuesto tóxico al administrarlo

vía intravenosa.

4.1. Reactivos

Para la preparación de la emulsión se utilizó Lecitina de yema de huevo (Ovothin

160 CargillCompany®) como agente surfactante, desoxicolato de sodio (Sigma Aldrich®)

como cosurfactante, 30 % w/v de PFOB (ExfluorResearchCorporation®) como

transportador de oxígeno, solución buffer de fosfatos y 50 % w/v, dextrosa (Sigma

Aldrich®). Para comprobar el proceso de esterilización de las emulsiones se utilizó como

medio de cultivo soya tripticaseína (TSB) (Panreac®) y agar papa dextrosa (PDA)

(Oxoid®) y para realizar el análisis del pH se utilizó L-histidina (Pharmpur®) para

compararlo con la solución Buffer utilizada actualmente.

4.2. Preparación de la emulsión

A continuación se describe la preparación de la emulsión. En cada una de las

emulsiones se utilizó agua ultra pura tipo 1, suministrada por el equipo Direct-Q3 UV R®

(Millipore, Billerica, USA). Ésta preparación consiste en 4 etapas.

4.2.1. Preparación de las soluciones buffer

La fase dispersa de la emulsión está conformada por una solución buffer de

monofosfato básico y difosfato básico de sodio diluidos en agua. Se preparan 2 soluciones

diluidas, la primera a una concentración de 1 % w/v y la segunda a una concentración de

20 % w/v. Luego se llevan a una plancha para su agitación.

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4.2.2. Premezcla y homogenización de la fase dispersa

Se calienta la solución buffer diluida, al igual que el PFC. Se adiciona el glicerol a

la solución buffer, el surfactante y el cosurfactante a las concentraciones especificadas en la

Tabla 2. Se agita la mezcla en el homogeneizador (HeidolphSilentCrusher M®). Por

último, se adiciona el volumen total de PFC hasta la completa formación de la emulsión.

4.2.3. Adición de agentes

A la solución de la etapa anterior se le adiciona la solución de alginato, dextrosa y la

solución buffer diluida. Finalmente se agita la emulsión en el agitador Heildoph a 700 rpm

por 5 minutos más para garantizar una mezcla homogénea.

4.2.4. Microfluidización y esterilización

En el equipo microfluidizador M-110Y (MicrofluidicsCorp®), se añade la muestra

obtenida anteriormente y mediante presiones elevadas, se genera una disminución y

uniformidad del tamaño de partícula. Finalmente, se esteriliza y la emulsión es almacenada

a 4°C en viales color ámbar con tapón ágrafe.

4.3. Caracterización fisicoquímica

Tras la preparación de la emulsión, se procede a realizar la caracterización en los

días 0, 7, 14, 28, 42, 56, 63, 84. Esto, con el objetivo de analizar la estabilidad temporal de

las emulsiones y evaluar por qué ocurren los cambio en sus propiedades. A continuación se

describe cada una de las caracterizaciones.

4.3.1. Tamaño de partícula

El equipo utilizado es Master Sizer 3000 de Malvern Instruments Ltd. La variable a

analizar es el Dv.90, es decir el diámetro en el cual el 90 % de las gotas se encuentran

debajo de este valor [25]. La técnica que utiliza este equipo es la difracción láser que

consiste en medir la intensidad de luz dispersada cuando un láser pasa a través de una

muestra de partículas dispersa [26].

4.3.2. Potencial Z

Se determina con el equipo Z-Sizer Nano ZS de Malvern Instruments a 37°C para

simular las condiciones del cuerpo humano. Este equipo utiliza la técnica de

microelectroforésis por dispersión de luz láser y efecto Doppler. Ésta consiste en aplicar un

Page 20: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

13

campo eléctrico a la solución de moléculas, las cuales se moverán con una velocidad

relacionada con el potencial Z. Esta velocidad es medida usando una técnica de

interferometría láser llamada M3-PALS (Phase Analysis Light Scattering), la cual permite

calcular la movilidad electroforética y a partir de esta la distribución del potencial Z y su

valor [27].

4.3.3. pH

Se mide mediante el pHmetro Mettler Toledo para determinar la acidez o basicidad

de la emulsión.

4.3.4. Viscosidad.

El equipo utilizado es el reómetro AR-G2 de TA Instrument®. Asemejando la

temperatura del corporal, se realiza una prueba de flujo en estado estacionario a 37°C

utilizando una geometría de cilindros concéntricos, midiendo la viscosidad desde 0.1 s-1

hasta 300 s-1

, pero se reporta la viscosidad arrojada a 100 s-1

.

4.4. Prueba de efectividad de la esterilización

Para comprobar la esterilización realizada al preparar las emulsiones, se realizó un

cultivo de las emulsiones en PDA y TSB. Estos medios de cultivo están aprobados por la

Pharmacopeia para usarlo en pruebas de esterilidad [28]. Para la realización de esta prueba,

se prepara el medio y junto con las cajas de Petri, se esteriliza por 20 minutos a 121°C.

Luego se sirve en las cajas de Petri la muestra y se deja enfriar hasta que se solidifique. Se

adicionan 100 μL sobre cada caja de Petri y se almacena a 37°C para bacterias en el caso

del TSB y 25°C para hongos en el caso del PDA. Además se realizó un control para

verificar que la presencia de microorganismos se deba a la emulsión y no a

microorganismos del ambiente. El estudio se realizó por 48 horas para las bacterias y 7 días

para el caso de los hongos. Para analizar la emulsión en el microscopio, se utilizó un

microscopio BA-300 Motic®.

4.5. Comparación entre las solución buffer y L-Histidina

Para efectuar un análisis de la influencia de la solución buffer y la L-Histidina se

prepararon 3 soluciones acuosas: una con la solución buffer utilizada actualmente, y otras

Page 21: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

14

dos con L-Histidina. Se midió el pH antes y después de la esterilización para evaluar el

efecto de cada solución en el pH.

5. RESULTADOS Y ANÁLISIS

A continuación se presentan los datos medidos a través la caracterización de cada

una de las emulsiones. El análisis mostrado se realizó hasta el día 84 de las dos emulsiones

y las propiedades se compararon con un experimento realizado a las mismas condiciones

pero a una concentración de LYH de 4.5 % w/v y sin adicionar DS [11]. También se

comparó con una experimentación a una concentración de LYH de 1.2 % w/v solamente

[29]. Lo anterior tiene como fin comparar el efecto de las propiedades al añadir el

surfactante.

5.1. Caracterización

A continuación se presentan los valores medidos para el tamaño de partícula,

potencial Z, pH, viscosidad con su respectivo análisis.

5.1.1. Tamaño de partícula

Esta propiedad es de vital importancia en la estabilidad de la emulsión debido a que

no puede sobrepasar diámetros de 5 µm, y así evitar embolismo graso y oclusión capilar

[30]. La Figura 4 muestra las mediciones de estas propiedades.

Comparando las emulsiones de investigaciones previas con solamente LYH, los

resultados indican que la concentración elevada de lecitina favorece los procesos de

degradación fisicoquímica o envejecimiento de los fosfolípidos, por lo cual, los derivados

de la fosfatildicolina generan un aumento en la permeabilidad de la capa de surfactante y

finalmente generan inestabilidad de la gota reflejada en su tamaño [31]. Por esto, se observa

que la emulsión con 4.5 % w/v de LYH tiene un aumento significativo del tamaño de gota

mientras que la emulsión con 1.2 % w/v de LYH tiene un comportamiento menos variable.

Observando los resultados al añadir como cosurfactante DS, la emulsión con

concentración 4.5 % w/v de LYH y 0.4 % w/v de DS tuvo hasta el día 84 un tamaño de

partícula estable y menor a 5 µm, es decir, aceptable para ser administrado de forma

Page 22: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

15

intravascular. En cambio, la emulsión con 1.2 % w/v de LYH y 0.4 % w/v de DS tuvo un

crecimiento constante del Dv-90, hasta llegar a 43 µm en el día 63 y 44.5 µm en el día 84.

Figura 4. Tamaño de partícula de emulsiones de PFC hasta el día 84.

Para la emulsión con concentración 4.5 % w/v de LYH y 0.4 % w/v de DS, no

presenta fenómenos de inestabilidad posiblemente explicados por los enlaces de hidrógeno

que forman estos dos compuestos [20]. Debido a estos enlaces, las repulsiones iónicas entre

las cabezas de LYH disminuyen y los efectos de la oxidación tampoco se ven reflejados.

Es importante resaltar que esta concentración obtuvo el menor tamaño de gota de las

emulsiones preparadas.

En cuanto a los resultados de la emulsión con 1.2 % w/v de LYH y 0.4 % w/v de

DS, se analizó la distribución del tamaño de partícula comparando una muestra de cada

emulsión en el día 0 y en el día 84. Analizando la Figura 5 se observa que efectivamente la

distribución es muy parecida en el día 0 y en el día 84, lo cual concuerda con el Dv-90

reportado anteriormente. El segundo pico que presenta desde los 5 µm es un

comportamiento normal y obtenido en emulsiones preparadas anteriormente con LYH al

4.5 % w/v. Este pequeño pico con tamaños de gota grandes puede ser eliminado mediante

un proceso de filtración. Por otro lado, en la Figura 6 se observa que el segundo pico de la

distribución en el día 0 es muy pequeño al igual que en la anterior emulsión, sin embargo

este pico crece con el tiempo. Con el fin de explicar este fenómeno, es necesario comprobar

Page 23: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

16

que no existió contaminación de la muestra, y este segundo pico no sea el resultado de

microorganismos presentes en la emulsión. Para comprobar esta hipótesis, se realizó un

cultivo en los medios de cultivo PDA y TSB para comprobar la existencia de hongos o

bacterias, el cual es analizado en la sección 5.2.

Figura 5. Distribución de tamaño de partícula para emulsión con 4.5 % w/v de LYH y

0.4 % w/v de DS

Figura 6. Distribución de tamaño de partícula para emulsión con 1.2 % w/v de LYH y

0.4 % w/v de DS

Page 24: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

17

5.1.2. Potencial Z

La Figura 7 muestra las mediciones del potencial Z. Al comparar las emulsiones con

solo LYH a una concentración alta y baja, se observa que una menor cantidad de

surfactante genera una emulsión más estable, es decir con un potencial Z menor. Además,

la concentración baja no presenta una tendencia a acercarse al punto isoeléctrico, lo cual si

ocurre con la concentración alta.

Al analizar el efecto de añadir DS, se observa que la emulsión con 4.5 % w/v de

LYH y 0.4 % w/v de DS su valor permanece constante mientras que sin este compuesto, se

observa la tendencia a acercarse al punto isoeléctrico a medida que pasa el tiempo. En este

pH, la LYH se comporta como un surfactante aniónico, y al generar enlaces de hidrógeno

con el DS que también es aniónico, el potencial eléctrico alrededor de las gotas aumenta,

alejándose del punto isoeléctrico [20]. Por otro lado, la emulsión con 1.2 % w/v de LYH y

0.4 % w/v de DS tiene valores más lejanos del punto isoeléctrico, sin embargo, los

resultados de tamaño de partícula obtenidos, se observa que esta concentración no es

estable debido a que el Dv-90 aumenta a través del tiempo.

Figura 7. Potencial Z de emulsiones de PFC hasta el día 84.

Un importante aspecto a considerar es que se logró modificar el potencial Z de la

emulsión sin modificar la solución de electrolitos generada por los restantes componentes

que se incluyen en la formulación de la emulsión. Es decir, estos electrolitos tienen una

Page 25: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

18

importante influencia en la medición del potencial Z de la emulsión. Sin embargo, dejando

esta concentración constante y agregando a la formulación un surfactante aniónico se logró

modificar el potencial Z manteniéndolo constante y por lo tanto, más estable.

5.1.3. pH

Esta propiedad es de vital importancia para la biocompatibilidad de la emulsión. El

pH de la sangre oscila entre 7.35 y 7.45, pero el cuerpo humano puede tolerar entre 6.9 y

7.5 por unos pocos minutos. Si la concentración de protones está por encima, este

fenómeno se denomina acidosis mientras que si está por debajo se denomina alcalosis, las

cuales son condiciones no deseables en los pacientes [32]. La Figura 8 muestra los

resultados obtenidos.

Analizando las emulsiones con solo LYH se observa el mismo fenómeno presentado

en el potencial Z y en el tamaño de partícula. Al aumentar la concentración de LYH, los

fenómenos de degradación y envejecimiento de los fosfolípidos presentes en la LYH

generan una disminución significativa del pH. Al reducir esta concentración, no se generan

procesos de inestabilidad y el pH permanece constante. Es importante resaltar que en el día

0, esta emulsión con sólo LYH tiene un pH alto debido a que se realizó un ajuste con

hidróxido de sodio hasta llegar a un valor biocompatible con la sangre, mientras que en los

experimentos restantes no se realizó este ajuste.

Figura 8. pH de emulsiones de PFC hasta el día 84

Page 26: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

19

Al observar la influencia en el pH del cosurfactante DS, esta propiedad permaneció

constante y con valores semejantes a una alta y baja concentración de LYH. Por lo anterior,

se puede afirmar que al añadir el cosurfactante, el pH no se ve afectado en gran medida por

la concentración de LYH. Comparando las emulsiones con DS y la emulsión con 1.2 % w/v

de LYH se observa que el DS genera un aumento del pH en todos los periodos. Lo anterior

sugiere que tanto los enlaces de hidrógeno formados entre el DS y LYH, y una menor

concentración de LYH generan una disminución de la oxidación de este compuesto.

Igualmente, la adición del DS genera un ligero aumento del pH.

Aunque se obtuvo un pH constante en las emulsiones, este valor no se encuentra

dentro del rango de aceptación del cuerpo humano. Por lo tanto, se espera que en futuros

experimentos se realice un procedimiento para ajustarlo. Una primera opción es ajustar este

valor con hidróxido de sodio a un pH mayor que 7.45 que corresponde al pH de la sangre.

Esto debido a que en el momento de realizar la esterilización, el pH baja y se espera que

alcance el pH de la sangre. Una segunda opción a considerar es preparar diferentes mezclas

de soluciones buffer y de otros compuestos que puedan estabilizar esta propiedad, ajustar el

pH a diferentes valores y estudiar su valor en el tiempo con el fin de identificar que

compuesto presenta una menor variación del pH en el tiempo.

Con el fin de examinar estas dos opciones se realizó un estudio que se explica en la

sección 5.2, el cual compara el pH de soluciones acuosas de la solución buffer utilizada

actualmente y otra solución con L-histidina antes y después de la esterilización.

5.1.4. Viscosidad

Esta propiedad es medida para verificar que la emulsión presente una viscosidad

cercana a la de la sangre, y por lo tanto, capaz de generar el cizallamiento necesario para

mantener capilares y venas abiertas evitando complicaciones por vasoconstricción [11]. La

Figura 9 muestra las mediciones de la viscosidad.

Se observa que en las emulsiones con DS y con solo LYH al 4.5 % w/v, la viscosidad

presenta un comportamiento constante a través del tiempo y cercanos a la viscosidad de la

sangre entre 3 y 4 cP [33]. Esto muestra que agregar la sal biliar a la formulación no tiene

un comportamiento significativo sobre esta propiedad. Sin embargo, la emulsión con LYH

Page 27: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

20

al 1.2 % w/v aunque tuvo un comportamiento constante, tuvo un valor ligeramente menor

al de la sangre.

Figura 9. Viscosidad de emulsiones de PFC hasta el día 84

5.2. Prueba de esterilidad

Esta prueba se realizó debido al incremento de tamaño de gota encontrado en la

emulsión. Para descartar que fuera resultado de una contaminación de la muestra se quiso

comprobar que no existieran bacterias ni hongos en las muestras. Al finalizar el tiempo del

estudio, en ninguno de los casos se encontró el crecimiento de los microorganismos. Por lo

tanto, se puede descartar que la medición del tamaño de partícula se deba a contaminación.

También se descartan fenómenos de inestabilidad reversible como sedimentación y

floculación debido a que antes de la caracterización fisicoquímica, la emulsión es agitada a

2000 rpm por 60 segundos en un vortex. Por lo anterior se piensa que la inestabilidad

encontrada en la emulsión con LYH a 1.2 % w/v y DS a 0.4 % w/v se debe a la

coalescencia y el fenómeno de Ostwald ripening.

Coalescencia se refiere a la fusión de gotas para crear gotas más grandes. Este

efecto está relacionado con la curvatura y la rigidez del surfactantes. El fenómeno de

Ostwald ripening se debe al crecimiento de gotas grandes a partir de las más pequeñas hasta

Page 28: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

21

que estas últimas desaparezcan [34]. Esto ocurre probablemente debido a los efectos de

curvatura y por la relación LYH-DS debido a que se ha encontrado que la razón molar sal

contra LYH debe ser mucho menor a 1 [20]. En la Tabla 3 se muestra las relaciones

molares DS-LYH.

Tabla 3. Relación molar DS-LYH para emulsiones analizadas

4.5 % w/v LYH,

0.4 % w/v DS

1.2 % w/v LYH,

0.4 % w/v DS

Relación molar

DS - LYH 0.16 0.60

Se observa que la emulsión con alta concentración de LYH tiene un

comportamiento mucho menor a 1 como se encuentra en la literatura y por esto es estable

en el tiempo, mientras que la relación de la emulsión a baja concentración de LYH, tiene un

valor alto. Posiblemente esta es la razón por la cual la emulsión con LYH a 4.5 % w/v y DS

a 0.4 % w/v es estable en el tiempo mientras que con LYH a 1.2 % w/v y DS a 0.4 % w/v,

las gotas aumentaron su tamaño significativamente. Para mantener la relación de 0.16 con

una concentración de LYH al 1.2 % w/v, se necesita una concentración de 0.11% w/v.

Como trabajo futuro, se puede preparar una emulsión con esta concentración y de esta

manera, posiblemente se pueda obtener un pH más alto y constante, además de un tamaño

de partícula menor a 5µm y constante en el tiempo.

Figura 10. Emulsión a la concentración de 4.5 % w/v de LYH y 0.4 % w/v DS

observada en el microscopio.

Page 29: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

22

La emulsión con LYH a 1.2 % w/v y DS a 0.4 % w/v se observó en el microscopio

y se muestra en la Error! Reference source not found.. Se observa que concuerda con los

resultados obtenidos en la gráfica de distribución de tamaño de partícula puesto que se

muestra unas gotas de tamaño aproximado de 10µm y también gotas muy pequeñas que se

distinguen difícilmente en el microscopio debido a su resolución.

5.3. Comparación entre las solución buffer y L-Histidina

La L-histidina es un aminoácido polar con un grupo funcional imidazo. Su pKa es

cercano a 6.5, es decir cercano al fisiológico. Por sus propiedades fue utilizado en la patente

nombrada anteriormente que formula una emulsión para ser administrada vía intravenosa

[12]. Se utilizaron diferentes aminoácidos como buffer y se encontró que el que mayor

estabilidad presentaba era la emulsión con L-histidina a una concentración de 0.16 % w/v

[12]. Con este buffer y con un ajuste del pH con hidróxido de sodio, se encontró que el

rango del pH que optimiza la estabilidad de la emulsión era entre 8.3 y 8.8. Adicionalmente

tiene propiedades antioxidantes, específicamente es depurador de radicales hidroxilo [12].

Por las propiedades que presenta la L-Histidina, se comparó este compuesto con la

solución buffer utilizada actualmente. Los resultados se muestran en la Tabla 4. Se escogió

la concentración de 0.16 % w/v debido a que esta concentración es utilizada en la patente

con características similares a la emulsión preparada [12]. También se escogió la

concentración de 0.32 % w/v para evaluar el efecto de aumentar la concentración de la L-

histidina.

Page 30: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

23

Tabla 4. Prueba de efectividad de la esterilización

pH

Muestra

Antes de

esterilización

Después de

esterilización Diferencia

Solución

acuosa

L-Histidina (0.16 % w/v) 6.42 ± 0.09 6.99 ± 0.04 0.57

L-Histidina (0.32 % w/v) 6.22 ± 0.07 6.79 ± 0.01 0.57

Solución buffer diluida

No. 1 7.44 ± 0.01 7.86 ± 0.01 0.42

Emulsión

LYH 4.5 % w/v, DS 0.4

% w/v 8.07 ± 0.06 6.68 ± 0,04 1.39

LYH 1.2 % w/v, DS 0.4

% w/v 8.48 ± 0.05 6.68 ± 0.07 1.80

Se observa que para todas las soluciones acuosas, la esterilización genera un

aumento del pH, contrario a lo obtenido en la preparación de las emulsiones. Además la

diferencia en el pH en las emulsiones es mayor que en las soluciones acuosas. Estos

resultados no son concluyentes debido a que los otros compuestos presentes en la

preparación de la emulsión tienen un efecto importante en el valor del pH. Por esto, no es

suficiente hacer esta prueba solo con la solución buffer sino que es necesario incluir los

compuestos restantes.

Page 31: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

24

6. CONCLUSIONES

Se logró evaluar la estabilidad temporal de las emulsiones mediante sus propiedades

macroscópicas, microscópicas y moleculares, al añadir un cosurfactante en la formulación y

variar la concentración de LYH.

Se encontró que una disminución en la concentración de LYH de 4.5 % w/v a 1.2 %

w/v genera una disminución de los procesos de degradación fisicoquímica o envejecimiento

de los fosfolípidos, lo cual se ve reflejado en la estabilidad del tamaño de gota, pH y

potencial Z a través del tiempo.

La emulsión con LYH al 1.2 % w/v y DS al 0.4 % w/v resultó tener un aumento del

tamaño de gota a través del tiempo debido a los fenómenos de inestabilidad de coalescencia

y de Ostwald ripening. Se cree que este comportamiento se debe a que la relación molar

DS-LYH debe ser mucho menor a 1 [12].

Se logró obtener una emulsión con LYH al 4.5 % w/v y DS al 0.4 % w/v cuyos

valores de potencial Z, pH, tamaño de gota y viscosidad son constantes en el tiempo. Este

comportamiento se debe posiblemente a los enlaces de hidrógeno que forma el DS con la

LYH, lo cual impide la autooxidación de la LYH. Este proceso de degradación si ocurría

con solo LYH a una alta concentración y se veía reflejado en el pH, tamaño de gota y

potencial Z.

En resumen, las dos emulsiones que presentan valores constantes de sus

propiedades a través del tiempo son LYH al 1.2% w/v únicamente y la emulsión con LYH

al 4.5 % w/v y DS al 0.4 % w/v. Ambas detienen los procesos de degradación de los

fosfolípidos de LYH. Para la primera emulsión, una posible explicación es que un exceso

de LYH favorece los procesos de autooxidación de la misma, lo cual coincide con los

cálculos teóricos realizados anteriormente y la cantidad utilizada en vacunas administradas

vía intravenosa [13-16]. Al disminuir la cantidad de LYH para estabilizar las gotas de PFC,

se detienen estos procesos de degradación. Para la segunda emulsión se cree que se debe a

los enlaces de hidrógeno generados entre el DS y LYH [12]. Comparando estas dos

emulsiones, se observa que al añadir DS, el tamaño de gota obtenido resultó menor y el pH

mayor por lo que se sugiere realizar una emulsión con LYH al 1.2 % w/v y DS al 0.11%

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25

w/v. De esta manera se mantiene una relación molar DS-LYH de 0.16 encontrada en la

emulsión con LYH al 4.5 % w/v y DS al 0.11% w/v. Adicionalmente, con esta

concentración se esperaría que al aumentar el tamaño de gota, la viscosidad de la emulsión

no presente una disminución como ocurrió con la emulsión al 1.2% w/v de LYH.

Para ambas emulsiones estables LYH al 1.2 % w/v únicamente y la emulsión con

LYH al 4.5 % w/v y DS al 0.4% w/v el tamaño de gota es aceptable para ser administrado

vía intravenosa, sin embargo el pH aunque es constante, no es aceptable. Para esto se

sugiere que en experimentaciones futuras se realice un ajuste del pH antes de la

esterilización para que después de este proceso, el pH disminuya a un valor cercano al de la

sangre y así, asegurar la biocompatibilidad de la emulsión. Adicionalmente se puede

cambiar la solución buffer utilizada actualmente por L-Histidina ya que aunque la

experimentación en solución acuosa no logró arrojar resultados concluyentes, sus

propiedades indican que puede presentar una baja disminución del pH de la emulsión

después de la esterilización.

Page 33: ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD DE EMULSIONES DE ...

26

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