UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS...
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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA DE QUÍMICA Y FARMACIA
TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO COMO REQUISITO PREVIO
PARA OPTAR EL GRADO DE QUÍMICO Y FARMACEÚTICO
MODALIDAD:
SEMESTRAL
TÍTULO:
“FORMULACIÓN DE UNA NUEVA CREMA DE COALTAR A BASE DE
CRISTALES LIQUIDOS”
AUTORAS:
LADY DAYANA DEL PEZO REYES
SHIRLEY PAMELA QUIMIS CHOEZ
TUTOR:
MARÍA DEL CARMEN VILLACRÉS, PhD
CO-TUTOR
FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS, PhD
CICLO I 2019-2020
GUAYAQUIL – ECUADOR
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
x
xi
xii
DEDICATORIA
El presente trabajo está dedicado a las personas que más han influenciado en mi
vida, dándome los mejores consejos, guiándome y haciendo de mí una persona
de bien, con todo mi amor y afecto se los dedico a:
Dios, que está conmigo siempre bendiciéndome.
Mis padres, Jonny Del Pezo S. e Irene Reyes S. quienes me apoyaron en todo
momento; por transmitir sus consejos, por enseñarme a valorar la vida, por
motivarme a seguir superándome cada día y darme esa herencia más grande
que pueda haber en el mundo ¨el estudio¨.
Mi familia, quienes han estado a mi lado todo este tiempo.
Mi novio, por estar en los buenos y malos momentos durante mi carrera, por
apoyarme siempre con amor incondicional.
Mis amigos, por haber compartido conmigo cada instante de la carrera
universitaria.
A la Dra. y amiga Fernanda Kolenyak Ph.D, por haber compartido sus
conocimientos, su tiempo y paciencia.
LADY DAYANA DEL PEZO REYES
xiii
DEDICATORIA
Dedico este trabajo principalmente a Dios, por haberme dado la vida y permitirme
el haber llegado hasta este momento tan importante de mi formación profesional.
A mis padres, Fanny Chóez y Freddy Yagual que han sido el pilar fundamental
durante todos estos años de estudio, y por haberme brindado amor, confianza,
consejos, oportunidades y recursos para lograrlo. De alguna u otra manera se los
debo a ustedes porque han hecho de mí una mejor persona siendo esto, el mejor
regalo que han podido inculcar en mí quedando agradecida por los padres que
Dios me dió, los Amo. A mis hermanos y demás familia que han estado siempre
a mi lado apoyándome de alguna manera en el transcurso de mi carrera.
A mi esposo Jefferson Campuzano que siempre estuvo allí apoyándome durante
toda mi carrera universitaria brindándome su amor, paciencia y comprensión en
los buenos y malos momentos que se presentaron. Te lo agradezco muchísimo
Amor. Y de manera especial se lo dedico a mi hija Samara Campuzano, por
ayudarme a encontrar el lado dulce de la vida y el haberme hecho conocer lo que
es ser madre. Fuiste mi motivación más grande para concluir con éxito la tesis de
grado, Te Amo hija Mía.
A todas mis amigas, por apoyarme cuando más lo necesité, por extenderme la
mano en los momentos difíciles y por el amor brindado cada día.
Finalmente quiero dedicar esta tesis a la Dra. Fernanda Kolenyak PhD quien se
tomó el arduo trabajo de transmitirme diversos conocimientos para lograr lo que
me proponga. Muchas Gracias mi estimada maestra y amiga. Que Dios la
bendiga siempre.
SHIRLEY PAMELA QUIMIS CHOEZ
xiv
AGRADECIMIENTO
Agradecemos a Dios por habernos guiado en este camino. También a los
docentes de la facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Guayaquil
que aportaron todos sus conocimientos durante todo este tiempo de estudio, en
especial a la PhD María Del Carmen Villacrés y PhD Fernanda Kolenyak Dos
Santos Tutora y Co-tutora de nuestra tesis donde impartieron con sus brillantes
conocimientos, tiempo y paciencia, para la elaboración de este estudio.
En gran parte quedamos muy agradecidas con el Profesor Clovis Ribeiro del
laboratorio de Química Analítica del instituto de Ciencias Químicas de la
Universidad Estadual Paulista UNESP Araraquara, Sao Paulo, Brasil por ceder
el laboratorio para la realización de los análisis térmicos que fueron realizados
por Master en Ciencias Jovan Alonso Duran.
LADY DAYANA DEL PEZO REYES
SHIRLEY PAMELA QUIMIS CHOEZ
xv
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN ...................................................................................................... xxiv
ABSTRACT ...................................................................................................... xxv
INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 1
CAPÍTULO I. PROBLEMA .................................................................................. 2
I.1. Planteamiento del Problema ...................................................................... 2
I.1.1. Formulación del Problema .................................................................. 2
I.2. Hipótesis .................................................................................................... 2
I.3. Justificación e Importancia ........................................................................ 3
I.4. Objetivos .................................................................................................... 4
I.4.1. Objetivo General ................................................................................. 4
1.4.2. Objetivos Específicos ......................................................................... 4
I.5. Operacionalización de las Variables .......................................................... 5
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO ....................................................................... 6
II.1. La Piel ....................................................................................................... 6
II.2. Capas de la Piel .................................................................................... 7
II.2.1. Epidermis ........................................................................................... 7
II.2.1.1. Células de la Epidermis ............................................................... 8
II.2.2. Dermis ................................................................................................ 8
II. 3. Problemas de la Piel ................................................................................ 9
II.4. Psoriasis ................................................................................................... 9
II.4.1. Tipos de Psoriasis ............................................................................ 10
II.4.1.1. Psoriasis en Placa ..................................................................... 10
II.4.1.2. Psoriasis en Gota .......................................................................... 11
xvi
II.4.1.3. Psoriasis Inversa ........................................................................... 11
II.4.1.4. Psoriasis Eritrodérmica ................................................................. 12
II.4.2. Causas ................................................................................................ 12
II.4.3. Diagnóstico .......................................................................................... 12
II.4.4. Tratamiento ......................................................................................... 13
II.4.4.1. Tratamientos sistémicos ............................................................... 13
II.4.4.1.1. Fototerapia. ............................................................................ 13
II.4.4.1.2. Acitretina ................................................................................ 13
II.4.4.1.3. Metotrexato............................................................................. 13
II.4.4.1.4. Ciclosporina ............................................................................ 14
II.4.4.2. Terapia Biológica .......................................................................... 14
II.4.4.2.1. Etanercept .............................................................................. 14
II.4.4.3. Tratamientos Tópicos .................................................................... 14
II.4.4.3.1. Corticosteroides ...................................................................... 15
II.4.4.3.2. Análogos de la vitamina D3 .................................................... 15
II.4.4.3.3. Coaltar .................................................................................... 15
II.5. Aplicaciones de la Nanotecnología en un Diseño Farmacológico ....... 17
II.6. Sistemas de Liberación de Fármacos ................................................. 17
II.6.1. Cristales Líquidos ......................................................................... 17
II.7. Liberación del Fármaco por Vía Tópica .................................................. 20
II.8. Diagrama de Fases Ternario .................................................................. 21
II.9. Aceite de Chía ........................................................................................ 22
II.10. Calorimetría Diferencial de Barrido ....................................................... 22
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS ..................................................... 24
III.1. Materiales .............................................................................................. 24
xvii
III.1.1. Materias primas............................................................................... 24
III.1.2. Materiales de laboratorio ................................................................. 24
III.1.3. Equipos ........................................................................................... 24
III.1.4. Programas ...................................................................................... 24
III.2. Tipo de investigación ............................................................................. 24
III.3. Metodología experimental ..................................................................... 25
III.3.1. Construcción del diagrama de fases ............................................... 25
III.3.2 Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema......................... 27
III.3.3. Estudio de Estabilidad ..................................................................... 27
III.3.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de
Cristales Líquidos ........................................................................................... 28
III.3.5. Calorimetría diferencial de barrido .................................................. 28
III.3.6. Preparación del Buffer a pH 7.4 ...................................................... 28
III.3.7. Preparación de la Solución stock .................................................... 28
III.3.8. Verificación del Método Analítico .................................................... 28
III.3.8.1. Linealidad ................................................................................. 29
III.3.8.2. Límite de Detección (LOD) y Límite de Cuantificación (LOQ) .. 29
III.3.8.3. Precisión ................................................................................... 30
III.3.9. Evaluación de la Permeación Cutánea ........................................... 30
III.3.9.1. Retención Cutánea in vitro ....................................................... 30
CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................. 32
IV.1. Construcción del Diagrama de Fases ................................................... 32
IV.2. Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema Cristalino .............. 33
IV.3. Estudio de Estabilidad de los CL30 y CL30CT ...................................... 35
IV.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de
Cristales Líquidos .............................................................................................. 38
xviii
IV.5. Calorimetría Diferencial de Barrido ....................................................... 39
IV.6. Verificación del Método Analítico .......................................................... 43
IV.6.1 Linealidad ........................................................................................ 43
IV.6.2. Límite de Detección y Límite de Cuantificación .............................. 43
IV.6.3. Precisión ......................................................................................... 44
IV.8. Evaluación de la Permeación Cutánea ................................................. 45
IV.8.1 Retención Cutánea in vitro .............................................................. 46
CONCLUSIONES ............................................................................................. 48
RECOMENDACIONES ..................................................................................... 49
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 50
GLOSARIO ....................................................................................................... 57
ANEXOS ........................................................................................................... 59
xix
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I. Operacionalización de las Variables ...................................................... 5
Tabla II. Diagrama de fases con Tensoactivo al 10% ....................................... 25
Tabla III. Diagrama de fases con Tensoactivo al 20% ...................................... 25
Tabla IV. Diagrama de fases con Tensoactivo al 30% ..................................... 26
Tabla V. Diagrama de fases con Tensoactivo al 40% ...................................... 26
Tabla VI. Diagrama de fases con Tensoactivo al 50% ..................................... 26
Tabla VII. Diagrama de fases con Tensoactivo 60% ........................................ 27
Tabla VIII. Diagrama de fases con Tensoactivo 70% ....................................... 27
Tabla IX. Diagrama de fases con Tensoactivo 80% ......................................... 27
Tabla X. Incorporación del CT en el sistema cristalino ..................................... 34
Tabla XI. pH de los componentes de la formulación ......................................... 36
Tabla XII. Resultados de los estudios de estabilidad en el sistema de cristales
líquidos sin coaltar (CL30) y cristales líquidos con coaltar (CL30CT) ................... 36
Tabla XIII. Temperaturas de las curvas de calentamiento de fusión y entalpía. 41
Tabla XIV. Temperaturas de las curvas de enfriamiento de cristalización y
entalpía. ................................................................................................................ 41
Tabla XV. Valores de LOD y LOQ .................................................................... 44
Tabla XVI. Valores de Precisión intra día ......................................................... 44
xx
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Estructura de la piel............................................................................ 6
Figura 2. Comparación de piel sana y piel psoriásica. .................................... 10
Figura 3. Psoriasis en placas .......................................................................... 10
Figura 4. Psoriasis en gota .............................................................................. 11
Figura 5. Psoriasis inversa .............................................................................. 11
Figura 6. Psoriasis Eritrodérmica .................................................................... 12
Figura 7. Estructura lamelar ............................................................................ 18
Figura 8. Cristal líquido hexagonal y hexagonal inversa ................................. 19
Figura 9. Estructura cúbica micelar ................................................................. 19
Figura 10. Penetración del fármaco a la piel ................................................... 21
Figura 11. Diagrama de fases ternario ............................................................ 22
Figura 12. Aplicaciones de DSC ...................................................................... 23
Figura 13. Diagrama de fases ternarios con las diferentes regiones formadas por
mezclas de comperland como tensoactivo, aceite de chía y agua ........................ 32
Figura 14. Cristales líquidos sin CT (A) y con CT (B). ..................................... 35
Figura 15 . Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de
Cristales Líquidos ................................................................................................. 38
Figura 16. Microscopía de luz polarizada de la crema a base de coaltar ........ 39
Figura 17. Curvas DSC de los Componentes de la Formulación ................... 40
Figura 18. Curvas DSC de los CL30 y CL30CT .............................................. 42
Figura 19. Linealidad de la cuantificación ....................................................... 43
Figura 20. Evaluación de la permeación cutánea en piel de cerdo. CLCT: cristal
líquido/coaltar; CTC: coaltar/crema; CT: coaltar; CLCTC: cristal
líquido/coaltar/crema. ............................................................................................ 45
Figura 21. Estudio de retención cutánea en piel de cerdo .............................. 46
xxi
ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo A. Construcción del diagrama de fases ternario. .................................. 59
Anexo B. CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema; CLCT: cristal líquido/coaltar;
CTC: coaltar/crema ............................................................................................... 59
Anexo C. Nueva crema de coaltar a base de cristales líquidos ........................ 60
Anexo D. Sistema cristalino con la encapsulación del coaltar .......................... 60
Anexo E. Tejido cutáneo utilizado para la evaluación de permeación y retención
cutánea ................................................................................................................. 60
xxii
LISTA DE ABREVIATURAS Y SÍMBOLOS
CLL: Cristal Líquido Lamelar
UVB: Radiación Ultravioleta B
DC: Células Dendriticas
TNF: Factor de Necrosis Tumoral
UV: Ultravioleta
FDA: Food Drug Administration
PASI: Psoriasis Área Severity Index
CT: coaltar
HAP: Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos
Th: Células colaboradoras
STAT3: Activador de la Transcripción
IL: Interleucina
nm: Nanómetros
ME: Microemulsiones
NE: Nanoemulsiones
EC: Estrato Córneo
O/W: Aceite en agua
W/O: Agua en aceite
CL: Cristales Liquido
DASM: Microcalorímetro de Barrido Diferencial Adiabático
DSC: Calorimetria Diferencial de Barrido
Tg: Transición Vítrea
MTX: Metotrexato
xxiii
CLCT: Cristal líquido/coaltar
CTC: Coaltar/crema
CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema
MLP: Microscopia de luz polarizada
LOD: Límite de Detección
LOQ: Límite de Cuantificación
CXB: Celecoxib
OA: Ácido oleico
PG: Propilenglicol
xxiv
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA QUÍMICA Y FARMACIA
UNIDAD DE TITULACIÓN
“FORMULACIÓN DE UNA NUEVA CREMA DE COALTAR A BASE DE
CRISTALES LIQUIDOS”
Autor (es): LADY DAYANA DEL PEZO REYES
SHIRLEY PAMELA QUIMIS CHOEZ
Tutor: MARÍA DEL CARMEN VILLACRES, PhD
Co-Tutor: FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS, PhD
RESUMEN
El estudio tiene como objetivo formular una nueva crema de coaltar (CT) a base de
cristales líquidos (CL) para la administración tópica en lesiones psoriásicas. Para
esto se modeló el diagrama de fases utilizando aceite de chía, comperland como
tensoactivo y agua Milli Q®, en el cual se ubicaron los puntos de formación de CL.
La caracterización fisicoquímica de los CL con y sin CT, se confirmaron mediante
las técnicas de microscopía de luz polarizada (MLP) y calorimetría diferencial de
barrido (DSC). Además, se realizó un análisis comparativo de la retención en piel
de cerdo del CT libre, un sistema de cristales líquidos/coaltar (CLCT), coaltar libre
5 %/crema (CTC), y cristales líquidos de coaltar en crema (CLCTC), a través de
permeación in vitro. Como resultado la formulación óptima se definió como aceite
de chía 40 %, comperland 50 %, agua Milli Q® 10 % a la cual se le incorporó 5 %
CT. Este sistema se incorporó en una crema base (CLCTC). En comparación con
la crema CTC, la crema CLCTC aumentó la permeación y retención in vitro del CT.
En conclusión, el sistema cristalino líquido lamelar (CLL) sirve como opción
prometedora para la formulación tópica al mejorar la permeación y retención en la
piel.
Palabras Claves: Psoriasis, cristal líquido, coaltar.
xxv
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
CARRERA QUÍMICA Y FARMACIA
UNIDAD DE TITULACIÓN
“FORMULATION OF A NEW COALTAR CREAM BASED ON LIQUID
CRYSTALS"
Author (s): LADY DAYANA DEL PEZO REYES
SHIRLEY PAMELA QUIMIS CHOEZ
Advisor: MARÍA DEL CARMEN VILLACRES, PhD
Co-Advisor: FERNANDA KOLENYAK DOS SANTOS, PhD
ABSTRACT
This study aimed to develop a new coaltar-containing cream based on a liquid crystal
system for topical administration on psoriasic lesions. A phase diagram was
developed using chia oil, comperland as tensoactive and distilled water, in which the
crystal liquid structures were located. The physical-chemical characterization of the
liquid crystals with and without coaltar was performed using Polarized Light
Microscopy (PLM) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). An analysis of
retention on pig skin compared the efficiency of CT free, a system of liquid
crystal/Coaltar (CLCT), 5 % free coaltar/cream (CTC) and coaltar cream in liquid
crystal (CLCTC) using an in vitro permeation assay. The optimal formulation was
defined as 40 % chia oil, 50 % comperland, and 10 % Milli Q®, in which 5 % Coaltar
was added, incorporating the mix in a cream base (CLCTC). Compared wiht the CTC
cream the CLCTC cream increased CT permeation and retention in vitro. In
conclusion, the liquid crystal lamellar (CLL) system obtained appears as a promising
option for topical application with improved permeation and retention on the skin.
Keywords: Psoriasis, liquid crystal, coaltar
1
INTRODUCCIÓN
La psoriasis es una enfermedad crónica, inmunomediada, que afecta a la piel,
generando placas eritematosas de forma variable acompañadas de picazón, dolor
y ardor (1), con una frecuencia en la población general entre 2 al 3%. La prevalencia
aumenta de manera lineal desde 0-1% a la edad de 1 año, 1-2% a la edad de 18
años (2). La psoriasis puede empezar en cualquier edad, pero suelen aparecer sus
primeras manifestaciones antes de los 25 y 30 años de edad, sin importar el sexo.
Alrededor del 75 % de los casos ocurren antes de los 40 años de edad (3).
Estudios previos han mencionado que para contrarrestar los síntomas de esta
patología se utilizan tratamientos sistémicos y tópicos, entre ellos el coaltar que es
una de las terapias más antiguas (4), aunque hoy en día ha disminuido su uso. Sin
embargo, esta terapia es más barata y aún se puede usar para el tratamiento de la
psoriasis (5). Debido a la persistencia de la patología, resulta importante diseñar
una nueva formulación con la finalidad de incorporar el coaltar en un sistema de
liberación prolongada, ya que esta técnica tiene la capacidad de ayudar al principio
activo a liberarse lentamente alargando el efecto terapéutico (6).
De esta manera los sistemas de liberación prolongada han sido exitosos en
formulaciones semisólidas para el suministro tópico de valerato de diflucortolona,
garantizando así una alta concentración del mismo en la piel (7), resultando
prometedores para aplicaciones cosméticas y terapéuticas (8). Por esta razón, este
estudio tiene como objetivo Diseñar una nueva crema de coaltar a base de cristales
líquidos.
2
CAPÍTULO I. PROBLEMA
I.1. Planteamiento del Problema
La psoriasis es una enfermedad crónica, que da origen a la inflamación de las
células epidérmicas y microvasos dilatados. Esta enfermedad se asocia con otras
condiciones crónicas y graves de salud tales como síndromes metabólicos y
trastornos cardiovasculares. Es considerada una de las enfermedades de alto
impacto en el mundo; en Ecuador prevalece en un 0.5% según el dermatólogo
Patricio Castillo quien forma parte de la Fundación Ecuatoriana de la Psoriasis
(Fepso).
Esta afectación de la piel disminuye la calidad de vida de una persona, ya que
estas pueden sentirse cohibidas por su aspecto y tener escasa autoestima por temor
al rechazo público. Su diagnóstico suele basarse por la presencia de placas
eritematosas sobre la piel, en la actualidad no hay cura para esta enfermedad.
El coaltar es un queratinoplástico que actúa eliminando las células muertas de la
capa externa de la piel, disminuyendo la descamación, picazón y la resequedad
debido a estas afectaciones, considerándose uno de los medicamentos más
antiguos y de alta eficacia, sin embargo, presenta algunas limitaciones como
manchar la piel, irritación, ardor y escozor si este se utiliza en concentraciones altas.
Es por esto que resulta importante diseñar un nuevo producto que incorpore la
eficiencia del coaltar en un sistema de liberación prolongada, que serviría de ayuda
como tratamiento de esta patología.
I.1.1. Formulación del Problema
¿Se podrá incorporar el coaltar en una formulación de crema para obtener
liberación prolongada?
I.2. Hipótesis
El Coaltar se incorpora de forma eficiente y se obtiene una crema con buen perfil
de liberación prolongada.
3
I.3. Justificación e Importancia
Los cristales líquidos (CL) son fases intermedias o mesofases que poseen orden
como movilidad en los niveles molecular, supramolecular y macroscópico. Estas
fases forman la base para las emulsiones y han sido estudiadas a fondo por
investigadores para el desarrollo de lociones, geles, cremas. Recientes estudios
indican que los cristales líquidos mejoran la actividad cutánea de fármacos, debido
a su capacidad de aumentar la retención cutánea de los mismos por un período
prolongado. Este es un factor importante debido a que las moléculas activas puedan
actuar por un tiempo mayor y de esta manera reducir el número de aplicaciones. En
este sentido, pueden promover una mejor calidad de vida a los pacientes que
padecen psoriasis. Considerando que hasta el momento no hay una crema capaz
de aumentar la actividad farmacológica del coaltar, el presente proyecto tiene como
finalidad desarrollar una formulación tipo crema utilizando como vehículo los
cristales líquidos para la incorporación del coaltar.
4
I.4. Objetivos
I.4.1. Objetivo General
Diseñar una nueva crema de coaltar a base de cristales líquidos.
1.4.2. Objetivos Específicos
Construir un diagrama de fases y encontrar los puntos de formación de
cristales líquidos.
Realizar la caracterización fisicoquímica de los cristales líquidos con y sin
Coaltar
Evaluar la permeación y retención cutánea del Coaltar.
5
I.5. Operacionalización de las Variables
Tabla I. Operacionalización de las Variables
Tipo Variables Conceptualización Indicador
Dependientes
Caracterización
fisicoquímica
pH
Microscopía de
luz polarizada
Calorimetría
diferencial de
barrido(DSC)
Acidez, alcalinidad.
Cristales líquidos de
fase hexagonal.
Temperatura
Estudios de
liberación del
coaltar
Retención y
Permeación cutánea in
vitro
Concentraciones en
porcentajes del coaltar.
Independientes Tipo de muestra Coaltar Concentración
6
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO
II.1. La Piel
La piel realiza una amplia variedad de funciones mediante la integración de la
epidermis y la dermis. Esta interacción se traduce en energía, a través de
mecanismos extracelulares y celulares, que proporcionan información al cerebro
para una respuesta adecuada. Las funciones principales de la piel se pueden
clasificar en: regulatorio (excretor, térmico, e hidratación), perceptivo (temperatura,
tacto y dolor), protección (vigilancia inmunológica, barrera, protección contra la luz
UV y mecánica) y de homeostasis del cuerpo humano con el entorno que lo rodea
(9).
La piel consta de dos capas básicas, la epidermis y dermis. La epidermis se
compone principalmente de queratinocitos, pero también contiene melanocitos,
células de Langerhans, y células de Merkel (Figura 1). Está dividido en cuatro capas
o estratos que son atravesados por apéndices de la piel como unidades
pilosebáceas y glándulas sudoríparas. La dermis se divide en una capa papilar y
reticular, dentro de la misma reside el suministro neurovascular de la piel. El tejido
subcutáneo debajo de la piel contiene la fascia superficial y la grasa subcutánea la
misma que le brinda fuerza, elasticidad y apoyo nutricional a la epidermis (10).
1. Folículo capilar
2. Glándula sudorípara ecrina
3. Epidermis interfolicular
4. Dermis papilar
5. Dermis reticular superior
6. Dermis reticular inferior
7. Tejido adiposo subcutáneo
1 2
3
4
5
6
7
Figura 1. Estructura de la piel (11)
7
II.2. Capas de la Piel
II.2.1. Epidermis
La epidermis es la membrana más extensa de la piel y es la responsable del
color, la textura y la humedad; el espesor epidérmico es relativamente constante en
toda la región de cabeza y cuello. El tipo de célula primaria dentro de la epidermis
es el queratinocito, y las 4 capas epidérmicas representan la maduración de los
queratinocitos desde la capa profunda hasta la superficial. Este proceso de
queratinización permite el desarrollo de queratina, que es una proteína filamentosa.
La capa más profunda de la epidermis es el estrato basal o capa basal, que está
compuesto por células madre llamadas células basales, y suele ser de 1 celda de
espesor, pero puede tener 2 o 3 celdas de espesor. Las células basales se dividen
para formar queratinocitos, que luego comienzan a migrar superficialmente (12).
La siguiente capa es la capa espinosa o estrato espinoso, los queratinocitos en
esta capa forman uniones intercelulares a través de canales de proteínas llamados
desmosomas, los mismos que son responsables de la apariencia espinosa de esta
capa en el microscopio. Los gránulos lamelares que contienen lípidos primero se
hacen visibles aquí dentro de los queratinocitos, luego migran a la capa granular o
estrato granuloso, llamados así por los gránulos de queratohialina visibles que
forman la filagrina a partir de la proteína precursora, profilagrina (13).
Los filamentos de queratina luego comienzan a agregarse en estructuras
complejas a través de la filagrina. Las células dentro de la capa granular pierden
gradualmente sus orgánulos y se vuelven más compactas, formando la capa
epidérmica más externa, el estrato córneo, en donde se completa la queratinización,
uniéndose entre sí a través de los desmosomas en forma de ladrillo los cuales están
rodeados por lípidos secretados por los gránulos lamelares. Esta estructura es
responsable de la función de la piel como barrera protectora y control de la humedad
(14).
8
II.2.1.1. Células de la Epidermis
Melanocitos
Los melanocitos se derivan de la cresta neural en los mamíferos incluidos los
humanos. Se asocian principalmente con la capa basal de la epidermis interfolicular,
el folículo piloso, el epitelio pigmentario de la retina y el iris, los melanocitos
(melanoblastos) migran a varios sitios de la piel, donde proliferan y luego se
diferencian en células productoras de melanina durante el desarrollo. Cada
melanocito hace contacto cercano con alrededor de 30 a 40 queratinocitos, lo que
constituye la unidad de melanina epidérmica (15).
Células de Langerhans
Las células de Langerhans se encuentran situadas en el epitelio escamoso
estratificado de la piel y el tejido de la mucosa, desempeñando un papel clave para
la respuesta inmune adecuada (16). Su función radica en captar el antígeno
epidérmico, teniendo la capacidad de sobresalir sus dendritas a través de uniones
estrechas para adquirir antígeno del estrato córneo (17).
Células de Merkel
Las células de Merkel residen en la capa basal y contienen gránulos secretores
cuyos contenidos son similares a las de otras células neuroendocrinas. Este grupo
de células están asociados con las terminaciones nerviosas periféricas que a su vez
forman estructuras especializadas llamadas discos táctiles los cuales facilitan la
sensación, se encuentran localizadas en estructuras altamente sensibles como:
labios, cavidad oral y los folículos pilosos (13).
II.2.2. Dermis
La dermis es un tejido heterogéneo en el que los componentes de la matriz
extracelular cambian en cantidad relativa y ensamblaje espacial a través del espesor
del tejido. Morfológicamente, la dermis cutánea humana se divide en dos partes: a)
la dermis superior o papilar con una alta densidad celular, donde las fibras de
colágeno se agrupan en paquetes delgados de menos de 10 mm de diámetro y b)
la dermis reticular profunda, formada por una masa enredada de haces de colágeno
(más de 50 mm), que forman una red más suelta. Además, la transición entre las
9
capas papilar y reticular no es abrupta: las fibras de colágeno cambian de dimensión
y arquitectura de manera gradual (18,19).
II. 3. Problemas de la Piel
Los problemas de la piel tienen un enorme impacto en la sociedad, que afecta no
solo físicamente, sino también el estado mental, y la situación social de las
personas. Cabe mencionar que la piel es la barrera protectora del medio externo y
fuente principal de la vitamina D, que es producida a partir del colesterol 7-
deshidrogenasa en fotorreacción inducida por la radiación ultravioleta B (UVB) del
sol. La capa superior de la piel es sometida a un intercambio constante de la capa
de queratinocitos, en la cual una alteración conduce al desarrollo de diversos
trastornos de la piel, incluyendo cáncer de piel, vitíligo, dermatitis atópica y psoriasis
(20).
II.4. Psoriasis
La psoriasis es una enfermedad crónica e inflamatoria que afecta gravemente a
la piel entre el 1-3 % de la población mundial. Se caracteriza por presentar placas
eritematosas de tamaño variable, picazón, ardor y dolor; pero asociado con varias
comorbilidades (21). Diferentes factores desencadenates, tales como trauma,
infección, fármacos y el estrés pueden activar la respuesta inmune-inflamatoria en
la piel, que conduce a la proliferación de queratinocitos excesivos (Figura 2). La
iniación de la placa psoriásica empieza con la estimulación inmune en sujetos
susceptibles debido a los factores desencadenantes exógenos o la pérdida de la
tolerancia inmune a través del reconocimiento de autoantígenos. Los antígenos se
presentan a las células CD4+ y CD8+, células T por subconjuntos de células
dendríticas (DC). Las DC activadas producen factor de necrosis tumoral (TNF)-α y
la Interleucina(IL)-23, lo que conduce a la polarización y la expansión clonal de las
células CD4+ y CD8+. También, los linfocitos T producen IL-22 e IL-17, lo que
resulta en la sintesís de una cantidad considerable de IL-17 e IL-22 en lesiones
psoriáticas (22).
10
Figura 2. Comparación de piel sana y piel psoriásica (22).
II.4.1. Tipos de Psoriasis
II.4.1.1. Psoriasis en Placa
Es la psoriasis más común, conocida también como psoriasis vulgar (Figura 3).
Las características de este tipo de patología comienzan como máculas eritematosas
o pápulas que se extienden y forman una placa, de forma oval muy demarcadas con
escamas blancas plateadas de baja adherencia, las cuales pueden aparecer en
cualquier parte del cuerpo, pero sobre todo en las articulaciones como en codos y
rodillas (23).
Figura 3. Psoriasis en placas (24).
11
II.4.1.2. Psoriasis en Gota
Este tipo de psoriasis representa casi el 30% de la población con esta
enfermedad (Figura 4). Es característica de presentar placas eritematosas
pequeñas (menos de 1 cm) redonda u ovales y rosáceas; en la cual los sitios más
afectados son el tronco, las extremidades y la cara (21,25).
Figura 4. Psoriasis en gota (24).
II.4.1.3. Psoriasis Inversa
La psoriasis inversa se define por presentar lesiones inflamatorias crónicas en
las zonas intertriginosas, incluyendo en el área de la hendidura glútea (Figura 5).
Los pacientes que presentan esta patología tienen un alto nivel de sufrimiento y se
sienten estigmatizados, especialmente en un contacto interpersonal íntimo (26).
Figura 5. Psoriasis inversa (24).
12
II.4.1.4. Psoriasis Eritrodérmica
Es aquella que presenta eritema generalizado que implica la mayor parte de la
superficie corporal (Figura 6). La psoriasis eritrodérmica se desarrolla si hay un mal
control de la psoriasis existente de un paciente, ya sea la retirada brusca de un
tratamiento sistémico, tales como corticosteroides; o debido a una infección
sistémica subyacente (23).
Figura 6. Psoriasis Eritrodérmica (23).
II.4.2. Causas
Numerosos estudios indican que el estrés es el desencadenante de la psoriasis;
en el 31-88% de los casos se presentaba reactivación psoriásica, y es esto lo que
no permite la cicatrización de las heridas, dándose como consecuencia un aumento
de proliferación de queratinocitos, inflamación y activación de células (27).
II.4.3. Diagnóstico
El diagnóstico de la enfermedad es principalmente clínico. Existen algunos tipos
clínicos de esta patología, el más común es psoriasis en placas crónicas (28). Una
biopsia de piel rara vez es necesario, pero puede ser útil sobre todo en niños con
presentaciones atípicas. Una historia familiar positiva puede ayudar en casos
sospechosos de la psoriasis, como la enfermedad de inicio en la infancia presenta
una frecuencia más alta de la psoriasis en parientes de primer y segundo grado (29).
13
II.4.4. Tratamiento
Aunque no hay una cura para esta enfermedad, existen medicamentos que
pueden ser eficaces para atenuar las lesiones de la piel, entre ellos están:
II.4.4.1. Tratamientos sistémicos
II.4.4.1.1. Fototerapia.
La irradiación ultravioleta (UV) controla las lesiones psoriásicas de la piel al atacar
las células epidérmicas hiperproliferativas y las células T. La fototerapia se
recomienda como tratamiento de primera línea para la psoriasis moderada a grave
cuando las lesiones de la piel son demasiado extensas para el tratamiento tópico
solo. Además, la fototerapia es una estrategia de tratamiento adecuada para
pacientes con compromiso limitado de la piel, pero con síntomas debilitantes, como
aquellos con psoriasis severa de las palmas, de las manos, las plantas del pie y el
cuero cabelludo (30).
II.4.4.1.2. Acitretina
Es un derivado de la vitamina A con propiedades antiproliferativas a través de la
activación agonística de los receptores retinoides. Acitretina es el único de los tres
retinoides estudiados en psoriasis, que ha sido aprobado desde 1992 para el
tratamiento de la psoriasis. Debido a su falta de actividad inmunosupresora, la
acitretina es una opción de tratamiento. Las contraindicaciones más importantes
son: embarazo, lactancia, daño renal y hepático. A su vez, este medicamento puede
provocar como efecto secundario: queilitis, xerosis, el sangrado nasal y la alopecia
(31).
II.4.4.1.3. Metotrexato
El metotrexato (MTX) es un antagonista del ácido fólico, desde 1971 fue
aprobado por la Food and Drug Administration (FDA) para el tratamiento de
psoriasis vulgar severa y psoriasis eritrodérmica. El MTX se lo prescribe 1 o más
veces a la semana por vía oral, vía parenteral o subcutánea en una dosis de 7.5-
22.5 mg. Alrededor del 25-50% de los pacientes son tratados con MTX y los efectos
adversos que les produce este medicamento son: caída del cabello, náuseas, fatiga,
vómitos, aumento de la enzima transaminasa, fiebre, dolor de cabeza, depresión,
14
infecciones, supresión de la médula ósea, cirrosis hepática, úlceras
gastrointestinales, nefrotoxicidad, neumonía intersticial y alveolitis (31).
II.4.4.1.4. Ciclosporina
La ciclosporina es un inmunosupresor que inhibe la activación de la calcineurina
mediante la activación de las células T. En 1993, se utilizó ciclosporina para tratar
la psoriasis resistente a la terapia. Se prescribe ciclosporina en un intervalo de dosis
de 2.5-5 mg / kg de peso corporal. El tiempo máximo de terapia es de 2 años. Hasta
el 71% de los pacientes reciben una respuesta aceptable (PASI-75, Psoriasis Área
Severity Index). El efecto secundario más común de la ciclosporina es la disfunción
renal reversible dependiente de la dosis, lactancia, daño renal y hepático. La
queilitis, la xerosis, las hemorragias nasales y la alopecia pueden ser efectos
secundarios (31).
II.4.4.2. Terapia Biológica
II.4.4.2.1. Etanercept
Etanercept es el único medicamento aprobado por la Food and Drug
Administration (FDA). El etanercept es una proteína soluble que contiene el receptor
2 de TNF humano, que se une competitivamente a TNF, bloqueando la unión a los
receptores celulares. Se administra etanercept semanalmente por vía subcutánea
a una dosis de 0,8 mg/kg hasta un máximo de 50 mg por semana. El tratamiento
debe suspenderse en pacientes que no muestran respuesta después de 12
semanas de iniciación. Los efectos adversos más frecuente han sido reacciones en
el lugar de inyección e infecciones del tracto respiratorio (29).
II.4.4.3. Tratamientos Tópicos
La terapia tópica es el tratamiento estándar para tratar la psoriasis leve a
moderada. En casos de que los agentes tópicos no provocasen una respuesta
adecuada o si no son prácticos debido al área de la superficie corporal afectada,
estos pacientes pueden ser remitidos para una evaluación con un dermatólogo,
momento en el que la terapia sistémica con complementos tópicos podría ser más
adecuada (28).
15
II.4.4.3.1. Corticosteroides
Son considerados esenciales en el tratamiento tópico; los corticosteroides
frecuentemente son bien tolerados y efectivos para pacientes con psoriasis leve,
debido a su actividad antiinflamatoria, antipruriginosa y antiproliferativa (28,29).
II.4.4.3.2. Análogos de la vitamina D3
El calcipotriol, un análogo de la vitamina D3, es un agente tópico de primera línea
para el tratamiento de la psoriasis en placa y la psoriasis del cuero cabelludo
moderadamente grave. Reduce los síntomas modulando la proliferación y
diferenciación de los queratinocitos e inhibiendo la actividad de los linfocitos
T. Múltiples ensayos han demostrado que el calcipotriol es seguro y eficaz para los
pacientes con psoriasis en placa leve y no inferior a la mayoría de los
corticosteroides con respecto a la eficacia. Con respecto a su perfil de eficacia y
seguridad, los análogos de la vitamina D3 se utilizan comúnmente como
monoterapia o, frecuentemente, como terapia de combinación. Los efectos
secundarios incluyen dermatitis irritante leve y rara vez hipercalcemia con uso
excesivo. Estos agentes no deben utilizarse en combinación con ácido salicílico o
antes de la fototerapia (28).
II.4.4.3.3. Coaltar
El coaltar (CT) es un líquido marrón o negro de viscosidad extremadamente alta
que se encuentra entre los subproductos de la producción de coque. Este es una
mezcla compleja y variable de fenoles, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)
y compuestos heterocíclicos. Se lo ha indicado para el alivio local de la picazón, la
sequedad y la irritación causada por la psoriasis, la seborrea y el eccema (32).
Se ha descrito que el CT tiene hasta 10,000 compuestos, aunque la mayoría de
ellos quedan sin identificar. Los estudios han clasificado solo alrededor de 400
compuestos que son predominantemente carbono, agua y compuestos de
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). La composición del CT también
depende del proceso por el cual se lo obtiene. Por ejemplo, la concentración de HAP
en el CT es dependiente de la temperatura en que son destilados: a temperaturas
más altas (1000 °C -1300 °C) se obtienen mayores concentraciones de HAPs,
16
mientras que los de temperatura más baja (400°C -700 °C) tienen concentraciones
menores de HAPs (32).
También hay presentaciones en cremas con coaltar saponificado al 5%, el cual
se esparce en agua, por ende, se lo utiliza en preparaciones como lociones o
shampoos, y cremas en concentraciones del 5% en conjunto con excipiente
agua/aceite, fragancia y esencia que disminuyen el olor desagradable del coaltar
(33).
Los tratamientos con coaltar se utilizan actualmente con menos frecuencia
debido a su olor y su color, aunque todavía se pueden prescribir. Los tratamientos
farmacológicos modernos son por lo general mejor aceptados, pero el coaltar tiene
una gama de acciones antiinflamatorias y es eficaz como agente antiprurítico (24).
El coaltar activa los receptores de hidrocarburos arílicos, lo que resulta en la
inducción de la diferenciación epidérmica. También contrarresta la regulación a la
baja de las proteínas de la barrera cutánea mediada por citocinas Th2. Aunque se
ha demostrado que el coaltar a dosis altas induce cánceres de piel en experimentos
con animales, no se ha demostrado que el coaltar sea un factor de riesgo
carcinogénico si se administra como un tratamiento antipsoriático en humanos (34).
El coaltar es una terapia tópica estudiada que ha demostrado eficacia y seguridad
en el tratamiento de la psoriasis. Su composición y mecanismo de acción en el
tratamiento de las enfermedades inflamatorias de la piel es poco conocido; sin
embargo, la evidencia actual apunta al papel de los hidrocarburos arílicos, un tipo
de HAP (hidrocarburo aromático policíclico), como los principales responsables del
efecto terapéutico en la psoriasis. El carbazol es un hidrocarburo arílico que se
encuentra en el CT, que reduce los niveles de IL-17 mediante la inhibición de la
activación de STAT3 (activador de la transcripción 3) y modula los efectos
inhibidores de la IL-2 en las células Th17 (32).
Varios estudios indican que las concentraciones más eficientes del CT para tratar
psoriasis está en 1-5 %, ya que concentraciones mayores al 5% no resultan
eficaces. La incorporación de CT en liposomas es más eficaz y segura. Los datos
demostraron que una preparación liposomal al 0,066% podría ser un tratamiento de
17
primera línea en estas lesiones (35). Concentraciones superiores al 5% puede
presentar efectos secundarios. Por ejemplo, se ha reportado foliculitis comúnmente
en las extremidades inferiores (36).
II.5. Aplicaciones de la Nanotecnología en un Diseño Farmacológico
La nanotecnología es un campo científico moderno, en el que se considera la
utilización de nanopartículas con rápida expansión de aplicaciones por su diferente
composición y tamaño particular inferior a 100 nanómetros (nm). Se considera un
campo multidisciplinario que hoy en día está revolucionando la medicina, que a su
vez implica el uso de materiales, diseños y fabricación en nanoescala con fines
preventivos, terapéuticos y de diagnóstico (37).
II.6. Sistemas de Liberación de Fármacos
El potencial de estos sistemas consiste en prolongar el tiempo de residencia de
la preparación en el lugar de acción o absorción, intensificando el contacto del
fármaco con la barrera epitelial o mucosa. El aumento del tiempo de residencia de
la preparación farmacéutica, combinado con la liberación controlada, puede
favorecer el mantenimiento de la concentración efectiva en el lugar de acción o
absorción y el control de la liberación del fármaco, pudiendo con ello aumentar la
eficiencia terapéutica reduciendo la dosis y la frecuencia de administración de
fármacos (38).
II.6.1. Cristales Líquidos
Los cristales líquidos (CL) o mesofases se encuentran formados por moléculas
anfifílicas, que a su vez forman la base para las emulsiones. Estos agregados de
lípidos se han utilizado como portadores de fármacos y en muchos productos
cosméticos, como las lociones y cremas para la piel que se basan en agua como
disolvente. Algunos de estos productos tienen en común la presencia de los CL,
estructuras que influyen en las propiedades reológicas (39).
Estas moléculas bioactivas se pueden solubilizar y proteger de la hidrólisis u
oxidación en la fase acuosa o en la fase lipídica del aceite. Los CL se clasifican en:
lamelar, hexagonal y cúbico.
18
Estructura Lamelar
Los CL lamelares han demostrado una alta capacidad de encapsulación y
capacidad para la liberación controlada de fármacos. Presentan propiedades
valiosas como un amplio espectro de solubilización, una alta carga útil del fármaco,
una encapsulación efectiva, la estabilización y la protección de sustancias
farmacológicas sensibles, definen los agregados de lípidos lamelares como
portadores farmacéuticos prometedores (40).
Figura 7. Estructura lamelar (41).
Estructura hexagonal
Están formadas por micelas cilíndricas que están ubicadas en el retículo
bidimensional hexagonal, los cilindros son llenados de agua por lo que debido a esto
fluyen con mayor dificultad y poseen una menor cantidad de tensoactivo que la fase
lamelar. Comparten características líquidas y sólidas al mismo tiempo, están
mejores organizados que los líquidos, pero menos que los sólidos, lo que los hace
interesantes para el uso farmacéutico. Entre las ventajas, los cristales líquidos
laminares son similares a la estructura lipídica del estrato córneo y tienen un gran
potencial de hidratación de la piel. Además, los cristales líquidos pueden participar
en el proceso de estabilización de la emulsión (42). Existe una estructura hexagonal
inversa, esta consiste en varillas cilíndricas llenas de agua (nanocanales hidrófilos),
incrustadas en un medio hidrófobo continuo (43,44).
19
Figura 8. Cristal líquido hexagonal y hexagonal inversa (45).
Estructura cúbica
En particular, la fase cúbica bicontinua (QII) es una estructura muy interesante y
compleja, que consiste en una red 3D, que separa dos secciones hidrófilas distintas,
continuas, pero no intersectantes (46).
Figura 9. Estructura cúbica micelar (45).
20
II.7. Liberación del Fármaco por Vía Tópica
La administración tópica de fármacos tiene varias ventajas: minimiza la
descomposición metabólica del fármaco, elimina la exclusión de la incompatibilidad
gastrointestinal y permite la aplicación selectiva del fármaco a una ubicación
específica. La administración de fármacos tópicos puede mejorar la
biodisponibilidad de los fármacos lipófilos al minimizar el metabolismo del fármaco
junto con un suministro en estado estable durante un período de tiempo más
prolongado, siempre que el fármaco pueda cruzar significativamente la barrera del
estrato córneo (47).
Los fármacos atraviesan la piel mediante la difusión pasiva y las interacciones
entre el principio activo con el vehículo de los componentes principales de la piel y
mucosa (48).
El transporte de fármacos a través de la piel es un proceso complejo, mediado
por los siguientes mecanismos:
Absorción transcelular, se realiza a través de los corneocitos llenos de queratina
mediante la partición dentro y fuera de la membrana celular; absorción intercelular
esta se presenta alrededor de los corneocitos en las regiones extracelulares ricas
en lípidos; y absorción apendágica que se da a través de las derivaciones
proporcionadas por los folículos pilosos, las glándulas sudoríparas y las glándulas
sebáceas). Las rutas mediadas por la absorción intercelular y transcelular se
consideran las más importantes para la permeación de fármacos a través de la piel
(Figura 10). La vía intercelular tortuosa que rodea a los corneocitos se ha
identificado como la principal vía de penetración a través del estrato córneo debido
a la impermeabilidad relativa de la capa cornificada, lo que implica que los lípidos
del estrato córneo son clave en la barrera de la piel (49).
21
Figura 10. Penetración del fármaco a la piel (50).
II.8. Diagrama de Fases Ternario
Los diagramas de fases ternarios son herramienta que se utilizan para
comprender el proceso y actividades que forman las diferentes regiones de fase en
un sistema como, por ejemplo: las emulsiones, microemulsiones y sistemas líquidos
cristalinos (51).
Estos diagramas están representados por un triángulo equilátero donde el vértice
superior del triángulo representa 100% de surfactante, el vértice de la izquierda
representa el 100% de la fase acuosa y el vértice de la derecha representa el 100%
de la fase de aceite. Por lo tanto, las construcciones de estos diagramas sirven
como punto de partida para el estudio del diseño de formas farmacéuticas, ya que
revela los comportamientos físicos y químicos de las mezclas de diferentes
proporciones de las fases, facilitando la elección de la formulación más adecuada
para la propuesta (52).
22
Figura 11. Diagrama de fases ternario (53).
II.9. Aceite de Chía
El aceite de semilla de chía (Salvia hispanica L.) es una fuente de ácidos grasos
poliinsaturados. Contiene la mayor proporción de - ácido linolénico (* 60%) de
cualquier vegetal. Este ácido graso es esencial para el crecimiento normal y
desarrollo del cuerpo humano y juega un papel importante en la prevención y el
tratamiento de enfermedad de la arteria coronaria, hipertensión, diabetes, artritis,
otras enfermedades inflamatorias y autoinmunes, trastornos y cáncer (54).
II.10. Calorimetría Diferencial de Barrido
La primera construcción y los principios de funcionamiento del Microcalorímetro
de barrido diferencial adiabático (DASM) se publicaron en 1964. Desde ese
momento, la tecnología de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) se ha
desarrollado rápidamente. El análisis de las diferencias entre la respuesta al
calentamiento de la muestra y las células de referencia permite minimizar la
influencia del solvente y otros factores sobre los efectos térmicos durante la
medición (55).
23
Figura 12. Aplicaciones de DSC (55).
La calorimetría diferencial de barrido (DSC) es la técnica más ampliamente
aceptada y comúnmente utilizada para medir la temperatura de transición. Sin
embargo, las mediciones directas de transición en películas ultrafinas por DSC
convencional son muy difíciles debido a los problemas asociados con la preparación
de la muestra y la integridad durante la medición. Aunque una muestra convencional
típica requiere solo unos pocos miligramos de material para el análisis, es un desafío
crear muestras de película ultrafina para DSC porque poseen una masa
extremadamente pequeña. Tienen una tendencia a repelerse entre sí, debido a la
acumulación de carga estática, y requieren una gran cantidad de tiempo y esfuerzo
para preparar (56).
24
CAPITULO III. MATERIALES Y MÉTODOS
III.1. Materiales
III.1.1. Materias primas
Aceite de chía (Comercial)
Agua Milli Q®
Coaltar (Sigma Aldrich)
Tensoactivo (comperland®)
III.1.2. Materiales de laboratorio
Envases de plástico 100 unidades
Agitador de vidrio
Espátulas
Picetas
Pipetas de (10 ml- 5 ml)
III.1.3. Equipos
Balanza analítica
Microscopio de luz polarizada
Potenciómetro
DSC (Mettler Toledo, Gieben, Suiza)
Espectrofotómetro
Equipo permeador con 6 celdas de Franz
III.1.4. Programas
Excel
Sigma Plot 12.0
III.2. Tipo de investigación
Se refiere a un estudio experimental.
25
III.3. Metodología experimental
III.3.1. Construcción del diagrama de fases
Se desarrolló un diagrama de fases en el cual se utilizó aceite de chía
(Comercial), comperland® como tensoactivo y agua Milli Q®. Todas las muestras
se mantuvieron a 25 ± 0.1°C durante 24 h para completar el equilibrio del sistema.
Tabla II. Diagrama de fases con Tensoactivo al 10%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
10
10
10
10
10
10
10
10
10
20
30
40
50
60
70
80
80
70
60
50
40
30
20
10
Tabla III. Diagrama de fases con Tensoactivo al 20%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
20
20
20
20
20
20
20
10
20
30
40
50
60
70
70
60
50
40
30
20
10
26
Tabla IV. Diagrama de fases con Tensoactivo al 30%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
30
30
30
30
30
30
10
20
30
40
50
60
60
50
40
30
20
10
Tabla V. Diagrama de fases con Tensoactivo al 40%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
40
40
40
40
40
10
20
30
40
50
50
40
30
20
10
Tabla VI. Diagrama de fases con Tensoactivo al 50%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
50
50
50
50
10
20
30
40
40
30
20
10
27
Tabla VII. Diagrama de fases con Tensoactivo 60%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
60
60
60
10
20
30
30
20
10
Tabla VIII. Diagrama de fases con Tensoactivo 70%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
70
70
10
20
20
10
Tabla IX. Diagrama de fases con Tensoactivo 80%
Tensoactivo (%) Aceite (%) Agua (%)
80 10 10
III.3.2 Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema
Para el estudio de incorporación del coaltar en el sistema, se procedió a pesar el
fármaco por gota con una pipeta de 5ml obteniendo un peso de la gota de 0.03 g,
una vez obtenido el peso se incorporó 0.03 g del fármaco en 2 g de CL. Con esta
proporción se intenta mantener la concentración teórica de coaltar al 5 % para evitar
efectos de toxicidad. Todos los ensayos de solubilidad fueron evaluados a
temperatura ambiente.
III.3.3. Estudio de Estabilidad
La estabilidad de los sistemas seleccionados (CL30) se realizó manteniendo las
muestras a 25 ± 0.1°C durante 90 días la caracterización fue realizada mediante
evaluación macroscópica, medición de pH y microscopía de luz polarizada.
28
III.3.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de
Cristales Líquidos
Se observó las estructuras de los cristales líquidos por medio de un
fotomicroscopio (Microscopio Leica DMLP) equipado con una cámara: primero, bajo
el campo brillante y, en segundo lugar, bajo luz polarizada (usando polarizadores
cruzados) para así investigar la presencia de la fase cristalina líquida en cada
muestra. Se utilizó el software Leica IM 1000 para analizar las micrografías
obtenidas.
Se desarrolló los cristales líquidos con coaltar y se procedió a incorporarla en la
crema base utilizando los excipientes adecuados. Una vez preparada se realizaron
estudios de permeación y retención cutánea in vitro.
III.3.5. Calorimetría diferencial de barrido
El análisis DSC se realizó por medio del equipo Mettler DSC1 (Mettler Toledo,
Gieben, Suiza), con ayuda del software STAR, se calculó la entalpía, la temperatura
inicial y de fusión. Para el análisis se utilizó una bandeja estándar de aluminio vacía
(40 μL) como referencia. Se tomaron aproximadamente 4,0 mg de muestra para el
análisis. Los barridos del DSC se registraron a una velocidad de calentamiento y
enfriamiento de 10°C.min-1. Las muestras se congelaron de 25°C a -80°C y luego
se calentaron desde -80°C hasta 120°C.
III.3.6. Preparación del Buffer a pH 7.4
El buffer fue preparado como se encuentra descrito por la USP 39, se pesaron
27,22g K2HPO4 llevando a un volumen final de 1000mL, la solución se ajustó a un
pH de 7,4 utilizando NaOH 1N.
III.3.7. Preparación de la Solución stock
Para la preparación de la solución stock se procedió a pesar 100 mg de coaltar y
se llevó a un volumen final de 100mL de solución de metanol-agua en una
proporción 10:90.
III.3.8. Verificación del Método Analítico
La verificación analítica fue realizada por el método de espectrofotometría UV-
VIS a una longitud de onda de 384nm. Se evaluaron los siguientes parámetros
29
linealidad, precisión, límite de detección y límite de cuantificación, para saber si el
método analítico funcionaba correctamente (57)
III.3.8.1. Linealidad
Para la determinación de la linealidad se escogieron 6 puntos con las
concentraciones 40, 50, 60, 70, 80, 90 µg/mL a partir de la solución stock de
concentración 1000 µg/mL y se realizó 3 réplicas de cada concentración con 3
lecturas de absorbancias. Para construir la curva de calibración se leyó las
absorbancias de las concentraciones mencionadas durante 3 días y se sacó un
promedio de las curvas. La misma que se evaluó mediante análisis de regresión
lineal, en la cual los criterios de aceptación para linealidad son: coeficiente de
correlación ≥ 0,99, un intercepto cercano a 0 y una RDS ≤ a 2%.
III.3.8.2. Límite de Detección (LOD) y Límite de Cuantificación (LOQ)
La estimación de LOD y LOQ se basó en la desviación estándar de la respuesta
y la pendiente de la curva de calibración. Las ecuaciones utilizadas para el cálculo
son las siguientes (Ecuaciones 1 y 2) (58).
Ecuación 1 LOD:
𝐿𝑂𝐷 = 3.3 𝜎
𝑆
Donde
LOD límite de detección
σ es la desviación estándar del intercepto
S es la pendiente de la curva de calibración
Ecuación 2 LOQ:
𝐿𝑂𝑄 = 10 𝜎
𝑆
Donde
LOC límite de cuantificación
σ es la desviación estándar del intercepto
S es la pendiente de la curva de calibración
30
III.3.8.3. Precisión
La precisión de un procedimiento analítico generalmente se expresa como la
varianza, la desviación estándar o el coeficiente de variación de una serie de
mediciones. El analista determinó la precisión del método propuesto para tres
niveles de concentración (40, 70, 90 μg/mL) que cubren todo el rango de linealidad.
III.3.9. Evaluación de la Permeación Cutánea
Los ensayos de permeación y retención cutánea in vitro fue realizada utilizando
piel de oreja de cerdo. Las pieles fueron preparadas según la metodología adaptada
de Cardoso (59). Para ello, las orejas fueron lavadas, los pelos en exceso fueron
removidos con la ayuda de una tijera. Posteriormente se disecaron, separando la
piel del cartílago con la ayuda de una lámina y luego separada del tejido adiposo.
Previo al ensayo, las pieles fueron hidratadas, y recortadas en tamaños adecuados
para los ensayos de permeabilidad cutánea. En seguida, se colocaron en la célula
de difusión, con el lado de la dermis hacia abajo, para que entre en contacto con la
solución receptora. En la parte superior, región del estrato córneo, fue añadida la
formulación.
III.3.9.1. Retención Cutánea in vitro
La piel quedó expuesta por 12 horas en las condiciones experimentales de la
permeación cutánea in vitro. Las pieles fueron retiradas de la célula de difusión y
fijadas en superficie lisa. El área fue expuesta a la formulación (1,77 cm2) y se
sometieron a dos tipos de técnicas:
a) Técnica tape stripping (técnica de la cinta adhesiva) (59), para la eliminación
del estrato córneo (EC) usando 16 cintas adhesivas (Scoth 750 3M), para cada piel.
Las cintas se colocaron en un tubo de ensayo que contiene 5 mL de metanol, se
agitaron en vórtex por 2 minutos y posteriormente se colocó en lavadora ultrasónica
por 30 minutos. La solución fue filtrada y cuantificada por espectrofotometría
ultravioleta.
b) Técnica sin cinta: para la cuantificación de muestras en la dermis y epidermis,
la piel fue cortada en pedazos pequeños que se introdujeron en un tubo de ensayo
conteniendo 5 mL de metanol. Se agitaron en vórtex por 2 minutos y posteriormente
31
se colocó en lavadora ultrasónica por 30 minutos. La solución fue filtrada y
cuantificada por espectrofotometría ultravioleta.
32
CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES
IV.1. Construcción del Diagrama de Fases
La Figura 13 muestra el diagrama de fases ternarios con las diferentes regiones
formadas por mezclas de comperland como tensoactivo, aceite de chía y agua. Para
facilitar la interpretación de cada uno se denominó: microemulsión a los sistemas
transparentes fluidos que se formaron espontáneamente, cristales líquidos a la
formación de sistemas viscosos transparentes, emulsiones a los sistemas
blanquecinos y separación de fases por la visualización de una doble fase. La
caracterización fue realizada mediante visualización macroscópica y microscopía
de luz polarizada.
Figura 13. Diagrama de fases ternarios con las diferentes regiones formadas por mezclas
de comperland como tensoactivo, aceite de chía y agua
33
La Figura 13 exhibe diferentes sistemas formados a partir de las mezclas agua,
aceite y tensoactivo. Se obtuvo una región de cristales líquidos con elevadas
concentraciones de tensoactivo (50% - 80%). Esta metodología se diseñó
basándose en observaciones anteriores en que se desarrollaron cristales líquidos
(52). Chu et al realizaron formulaciones enlazadoras de lecitina para el suministro
de nutracéuticos en sistemas autoemulsionante Los autores observaron la
formación de emulsiones, microemulsiones y cristales líquidos mediante la
caracterización visual en el diagrama de fases. Con lo presentado se plantea que
los sistemas que contienen más del 50% de tensoactivo tienden a formar los
cristales líquidos (60).
IV.2. Estudio de Incorporación del Coaltar en el Sistema Cristalino
Los datos de la incorporación del CT en el sistema cristalino se sumarizan en la
Tabla X.
Fue posible incorporar 0,45 g de coaltar en 2 g de cristales líquidos, lo que
corresponde al 22,5 %. El resultado presentado indica que es posible añadir
elevadas concentraciones del fármaco al sistema. De acuerdo a la literatura, las
dosis máximas recomendadas son de 5 % (35). Por esta razón, para la continuación
del estudio, se procedió a utilizar 5 % del fármaco En la microscopía de luz
polarizada fue posible observar CL de fase lamelar y hexagonal (cruces de malta y
estrías respectivamente). Esto puede indicar transiciones de fases inducidas por
una interacción del coaltar con el sistema, debido al aumento de la concentración
del fármaco. Este dato puede ser evidenciado en los resultados del análisis térmico
(DSC).
Junqueira et al desarrollaron cristales líquidos para mejorar la absorción cutánea
del azul de metileno, los sistemas fueron obtenidos con diferentes proporciones de
agua y del tensoactivo Brij97®. Los resultados mostraron sistemas de fase lamelar
y hexagonal debido a la presencia de cruces de malta y estrías respectivamente.
Los autores sugieren que las transiciones de fases cristalinas pueden ser inducidas
por la concentración del fármaco (61).
34
Tabla X. Incorporación del CT en el sistema cristalino
Cantidad en
porcentajes
(%)
Cantidad en
gramos Microscopía
1,5 % 0,03 g Cruces de malta
3% 0,06 g Cruces de malta
4,5% 0,09 g Cruces de malta
6 0,12 g Cruces de malta
7,5 0,15 g Cruces de malta
9 0,18 g Cruces de malta y estrías
10,5 0,21 g Cruces de malta y estrías
12 0,24 g Cruces de malta y estrías
13,5 0,27 g Cruces de malta y estrías
15 0,30 g Cruces de malta y estrías
16.5 0,33 g Cruces de malta y estrías
18% 0,36 g Cruces de malta y estrías
19.5% 0,39 g Cruces de malta y estrías
21% 0,42 g Cruces de malta y estrías
22,5% 0,45 g Cruces de malta y estrías
En la Figura 14 se muestra los resultados de la incorporación del CT en los CL.
35
Figura 14. Cristales líquidos sin CT (A) y con CT (B).
Se observa un sistema viscoso y homogéneo de coloración marrón claro para los
CL (Figura 14 A). La adición del CT (Figura 14 B) conllevó a un cambio de color a
marrón oscuro transparente. Posiblemente el CT cambió la estructura de la matriz
del sistema dejándola más organizada. Nuestros resultados coinciden con los datos
reportados por Wan et al y Calixto et al.
Wan et al evaluaron el cristal líquido a base de fitantriol como sistema de
administración transdérmica y sus resultados mostraron un sistema transparente y
viscoso, con lo que los autores indican que esta característica corresponde a los
cristales líquidos (62). Calixto et al demostraron que los cristales líquidos poseen
una estructura organizada y resultan en aumento de viscosidad en la formulación
(52).
IV.3. Estudio de Estabilidad de los CL30 y CL30CT
Para una mejor interpretación de los resultados de estabilidad se procedió a
tomar los pH de cada uno de los componentes de la formulación, los cuales se
observan en la Tabla XI
A B
36
Tabla XI. pH de los componentes de la formulación
COMPONENTES pH
Coaltar 8,73
Aceite de chía 5,45
Comperland 9,80
Los resultados mostraron que todos los CL30 mantuvieron la estructura lamelar
y CL30CT fueron de fase lamelar y hexagonal en los tiempos estudiados. No hubo
cambios relevantes en los valores de pH, lo que sugiere que ambos sistemas fueron
estables en este período. En la caracterización macroscópica, se observó que en
los tiempos 0 y 15 días ambos sistemas (CL30 y CL30CT) presentaron un aspecto
muy viscoso ligeramente opalescente; pasado este período (30, 60 y 90 días) se
observó un cambio de viscosidad y color (transparente) para los CL30CT. Con el
cambio observado, se sugiere que la matriz del sistema aún estaba en un período
de organización.
Para facilitar la interpretación de los datos exhibidos en la Tabla XII, se procedió
a describir con +++ los sistemas muy viscosos y ++ para sistemas viscosos.
Tabla XII. Resultados de los estudios de estabilidad en el sistema de cristales líquidos
sin coaltar (CL30) y cristales líquidos con coaltar (CL30CT)
Tiempo Muestra Macroscopía pH Microscopia
0 DÍA
CL30
Sistema homogéneo,
ligeramente opalescente
y viscoso (+++)
7,97 Cruces de
malta
CL30CT
Sistema homogéneo y
viscoso, ligeramente
opalescente (+++)
7,58 Estrías y
cruces de malta
37
15 DÍAS
CL30
Sistema homogéneo y
viscoso, ligeramente
opalescente (+++)
7,41 Cruces de
malta
CL30CT
Sistema homogéneo,
ligeramente opalescente
y viscoso (+++)
7,55 Estrías y
cruces de malta
30 DÍAS
CL30
Sistema homogéneo,
ligeramente opalescente
y viscoso (+++)
7,53 Cruces de
malta
CL30CT
Sistema homogéneo
transparente y viscoso,
(++)
7,82 Estrías y
cruces de malta
60 DÍAS
CL30
Sistema homogéneo,
ligeramente opalescente
y viscoso (+++)
8,07 Cruces de
malta
CL30CT
Sistema homogéneo,
transparente y viscoso
(++)
7,82 Estrías y
cruces de malta
90 DÍAS
CL30
Sistema homogéneo,
ligeramente opalescente
y viscoso (++)
7,61 Cruces de
malta
CL30CT
Sistema homogéneo,
transparente y viscoso
(++)
7,62 Estrías y
cruces de malta
38
IV.4. Microscopía de luz polarizada de los sistemas y Crema a base de
Cristales Líquidos
En la Figura 15 se muestra la microscopía de luz polarizada (MLP) de los CL30
y CL30CT.
Considerando que la MLP es una técnica que puede ser utilizada para la
identificación preliminar de estructuras cristalinas líquidas liotrópicas, es posible
observar cristales líquidos de fase lamelar (Figura 15 A) y una posible transición
entre lamelar y hexagonal (Figura 15 B), debido a la presencia de cruces de malta
en ambos sistemas y de estrías en CL30CT. Cintra et al desarrollaron sistemas
cristalinos bioadhesivos para el transporte transdérmico del metotrexato, sus
resultados mostraron la formación de cruces de malta y estrías para los sistemas.
Los autores plantean que los sistemas presentan características de fase lamelar y
hexagonal respectivamente (63). Fonseca et al evaluaron la actividad biológica de
curcumina encapsulada en un sistema de liberación prolongada; los autores
observaron la formación de estrías y cruces de malta en el análisis de MLP, los
cuales sugieren, sistemas de fase hexagonal y lamelar respectivamente (64).
La Figura 16 muestra los resultados de microscopia de luz polarizada de la nueva
crema desarrollada.
Figura 15 . Microscopía de luz polarizada para los CL30(A) y CL30CT (B)
B A
39
Figura 16. Microscopía de luz polarizada de la crema a base de coaltar
Es posible observar la formación de cruces de malta y estrías en la nueva crema
de coaltar a base de CL; el resultado presentado demuestra que los componentes
de la crema base no cambiaron la estructura del CL. Li et al evaluaron la retención
cutánea de 3-O-etil-ácido-ascórbico incorporados a cristales líquidos de fase
lamelar. Los resultados mostraron la presencia de cruces de malta en la crema con
el sistema, lo que indica que la crema no cambia la estructura de los cristales
líquidos (41).
IV.5. Calorimetría Diferencial de Barrido
En la Figura 17 muestra los resultados de las curvas DSC de los componentes de
la formulación. Cabe decir que el equipo utilizado genera las curvas con un máximo
hacia abajo como fusión endotérmica y hacia arriba como curvas exotérmicos.
40
Figura 17. Curvas DSC de los Componentes de la Formulación
En la Figura 17 es posible observar una curva ancha para el aceite de chía. De
acuerdo a Tan et al, las curvas de DSC para aceites no son de fácil interpretación,
debido a la complejidad de moléculas. Esto puede generar hombros de picos no
separables de difícil interpretación (65). En este trabajo, el autor también menciona
que debido a la complejidad de los aceites, es posible que exista la formación de
41
polimorfos. Considerando el informado, se sugiere que el aceite chía podría haber
formado algún polimorfo durante el proceso de calentamiento. En el comperland
presentó dos curvas de fusión endotérmicos (A y B) y una curva de cristalización
exotérmica (C). Estos datos están expresados en las Tablas XIII y XIV. Los
resultados sugieren que el tensoactivo posee una estructura cristalina. La estructura
cristalina también es sugerida para el coaltar que presentó una curva de fusión
endotérmica (E) (Tabla XIII), y en la curva de enfriamiento (azul) presentó
cristalización exotérmica (D) (Tabla XIV).
Tabla XIII. Temperaturas de las curvas de calentamiento de fusión y entalpía.
Componentes Fusión Entalpía
A B A B
ACEITE DE CHIA -- --- --- ---
COMPERLAND -23,06 °C 43,87 °C 18,13 Jg-1 8,38 Jg-1
COALTAR -26,41 °C 11,04 Jg-1
CL30 -16,19 °C 70,02 °C 9,05 Jg-1 152,96 Jg-1
CL30CT 68,68 °C 149,05 Jg-1
Tabla XIV. Temperaturas de las curvas de enfriamiento de cristalización y entalpía.
Componentes Cristalización Entalpía
A B A B
ACEITE DE CHIA ---- ---- ---- ----
COMPERLAND -15,25 °C - 4,28 Jg-1
COALTAR -15,73 °C - 2,59 Jg-1
CL30 ---- --- --- ----
CL30CT --- --- --- ---
42
En la Figura 18 se exhiben las curvas DSC de los CL30 y CL30CT en ambas
curvas de calentamiento y enfriamiento.
Figura 18. Curvas DSC de los CL30 y CL30CT
Es posible observar que CL30 y CL30CT presentaron curvas de fusión
endotérmicas (A y B), lo que sugiere la formación de un nuevo material cristalino.
Se observó un cambio de temperatura de 70,02 °C (CL30) para 68,68 °C (CL30CT),
adicionalmente, no se observa curva de fusión del fármaco, lo que se interpreta que
la adición del coaltar llevó a la formación de un nuevo evento endotérmico (C), Estos
factores pueden ser atribuidos a la interacción con la matriz del sistema. Estas
observaciones están de acuerdo con estudios de la literatura; Kolenyak-Santos et
al evaluaron la actividad in vitro del praziquantel incorporados a un sistema de
liberación de fármaco. Los análisis de DSC mostraron la desaparición de la curva
del fármaco; con lo expuesto, los autores sugieren una interacción entre el fármaco
con la matriz del sistema (66).
43
IV.6. Verificación del Método Analítico
IV.6.1 Linealidad
La Figura 19 muestra los resultados obtenidos para la linealidad del método
analítico.
Figura 19. Linealidad de la cuantificación
Los resultados de linealidad se obtuvieron dentro del rango de concentraciones
de 0,04 – 0,1 μg/mL. El coeficiente de correlación (R) fue 0,9941, este valor está de
acuerdo a lo estipulado por la ICH, que determina valores mínimos de 0,99. Con lo
presentado se puede indicar que la curva analítica es lineal para la finalidad
pretendida. Resultados similares fueron encontrados por Raza et al, en el cual
validaron un método espectrofluorimétrico para la cuantificación de coaltar en
formulaciones tópicas. Los resultados mostraron un R de 0,9993; con lo presentado,
los autores indican que el método es lineal para el propósito deseado (57).
IV.6.2. Límite de Detección y Límite de Cuantificación
En la Tabla XV detalla los valores de LOD y LOQ.
y = 1.5937x + 0.0103R = 0.9941
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1
AB
SOR
BA
NC
IA
CONCENTRACIÓN µg/mL
44
Tabla XV. Valores de LOD y LOQ
Límite de detección (LOD) y cuantificación (LOQ)
LOD LOQ
0,05 µg/mL 0,15 µg/Ml
Los resultados obtenidos para LOD fue de 0.05 µg/mL y 0.15 µg/mL para LOQ,
éstos parámetros (LOD y LOQ) indican la concentración mínima de un analito que
puede ser detectada y cuantificada respectivamente.
IV.6.3. Precisión
En la Tabla XVI se muestra la desviación estándar y el coeficiente de variación
de la precisión intra día.
Tabla XVI. Valores de Precisión intra día
Determinación de la Precisión (Intra Día)
Concentración
(%)
40
70
90
Absorbancias
Promedio
0,0047
0,0096
0,0135
Desviación
estándar (±)
0,0001
0,0002
0,0003
Coeficiente de
variación (%)
2
2
2
La precisión de un método analítico representa la cercanía de los datos. El valor
de coeficiente de variación está en un rango ≤ 5 %, que es el límite que establece
la USP NF40 e ICH. Sin embargo, la literatura científica considera como valor
aceptable ≤ 2 %; en este sentido se indica que el coeficiente de variación intra día
se encuentra en el rango del criterio de aceptación (58,67).
45
IV.8. Evaluación de la Permeación Cutánea
La Figura 20 muestra los resultados de la evaluación de la permeación cutánea.
Figura 20. Evaluación de la permeación cutánea en piel de cerdo. CLCT: cristal líquido/coaltar; CTC: coaltar/crema; CT: coaltar; CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema.
Se observa en la Figura 20 el perfil de permeación cutánea en el modelo de piel
de cerdo. Los resultados mostraron un perfil ascendente para todos los sistemas
durante todo el tiempo de estudio. Se observa un perfil de liberación lento en las 10
horas. Pasado este período, todos los sistemas presentan una liberación estándar,
los CLCTC presentaron 58 % de fármaco liberado en 24 horas, posiblemente la
dosis restante de 42 % del coaltar aún está encapsulado en los cristales líquidos.
Con los resultados presentados, se sugiere que la liberación CLCTC haya sido
superior debido a la actividad promotora de permeación de los CL y de los
excipientes de la crema.
Dante et al evaluaron la permeación cutánea del celecoxib (CXB) con mezclas
de promotores de permeación en cristales líquidos. Para este estudio se generaron
sistemas con monooleato de glicerilo combinado con diferentes promotores de
permeación (ácido oleico (OA) y propilenglicol (PG) a 5 y 10 %). Los resultados
mostraron que OA presentó una baja concentración de CXB permeada a través de
CO
NC
ENTR
AC
IÓN
EN
PO
RC
ENTA
JES
TIEMPO (HORAS)
CLCT
CTC
CT
CLCTC
46
la piel, aunque este valor aumentó cuando el OA fue mezclado con PG. Los autores
plantean que los promotores pueden modificar la estructura interna de diferentes
mesofases y como consecuencia aumentar la permeación del fármaco (68).
IV.8.1 Retención Cutánea in vitro
La Figura 21 muestra los resultados del estudio de retención cutánea en piel de
cerdo.
Figura 21. Estudio de retención cutánea en piel de cerdo
Una mayor concentración de coaltar fue incorporado en la crema a base de
cristales líquidos (CLCTC) que estuvo retenido entre epidermis y dermis (Figura
21). Es posible que el tamaño reducido de partículas de los cristales líquidos y la
adición de promotores de permeación presentes en la formulación favoreció la
penetración del coaltar en las diferentes capas de la piel. Esto puede justificar el
mayor porcentaje del fármaco permeado hacia la sangre.
Li et al evaluaron la permeación y retención cutánea de ácido 3-O-etil-ascórbico
y 4-metoxisalicilato incorporados a una crema a base de cristales líquidos. Los
autores observaron que la crema de cristales líquidos aumentó la retención cutánea
del fármaco in vitro en comparación con la crema convencional. Con los resultados
obtenidos, los autores sugieren que los cristales líquidos son sistemas
prometedores como vehículos transportadores de fármacos (41).
24
55
18
6766
53 51
90
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
CT CTC CLCT CLCTC
CO
NC
ENTR
AC
IÓN
(%
)
PREPARACIONES DE DISTINTOS SISTEMAS
Estrato Córneo
Epidermis-Dermis
47
Un dato importante planteado por Li et al es que los cristales líquidos de fase
lamelar pueden favorecer la permeación y retención cutánea de fármacos (41). Las
bicapas de la fase lamelar están compuestas por moléculas anfifílicas planas
paralelas que son separadas por moléculas de agua; en este sentido, poseen una
estructura similar a las membranas celulares. Esta explicación se aplicaría a los
resultados obtenidos en el estudio permeación y retención cutánea del coaltar
incorporado a los cristales líquidos, ya que éstos poseen una estructura lamelar.
48
CONCLUSIONES
En la construcción del diagrama de fases fue posible lograr la formación de los
sistemas de cristales líquidos utilizando diferentes combinaciones de tensoactivo,
agua y aceite.
Los CL30 Y CL30CT mantuvieron la estructura de cristales lamelares y
hexagonales con cambios de pH menores durante el estudio de estabilidad.
Se realizó la caracterización fisicoquímica de los cristales líquidos mediante la
microscopia de luz polarizada, estableciendo la presencia de cruces de malta y
estrías característica de los cristales líquidos; y la calorimetría diferencial de barrido,
que indica la formación de materiales cristalinos.
Se realizó la verificación de un método analítico rápido para cuantificar la cantidad
de coaltar incorporada en la crema usando la espectrofotometría ultravioleta visible
(UV-Vis), donde se obtuvo que el método era lineal, preciso para detectar y
cuantificar el coaltar según las normas de referencia ICH Y USP NF 40.
Los resultados del estudio de permeación y retención cutánea indican que ambas
variables están aumentadas en las preparaciones CLCTC. Las formulaciones
obtenidas pueden ser desarrolladas para uso tópico en lesiones psoriásicas.
49
RECOMENDACIONES
Realizar estudios de estabilidad de la crema por más tiempo para corroborar si
se mantiene la estructura cristalina.
Valorar la toxicidad de la crema para evitar posibles irritaciones cutáneas.
Evaluar la permeación y retención cutánea por un mayor tiempo.
Realizar estudios de DSC que permitan corroborar la estructura cristalina o no
del aceite de chía.
50
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Greb J, Goldminz A, Elder J, Lebwohl M,
Gladman D, Wu J, Mehta N, Finlay A, Gottlieb A. Psoriasis. Nature Reviews
Disease Primers. 2016; 2 :1-17.
2. Boehncke W, Schön M. Psoriasis. Lancet. 2015; 386: 983-94.
3. Higgins E, Psoriasis. Medicina. 2017; 1-11.
4. Paghdal K, Schwartz R. Topical tar: Back to the future Dermatology New
Jersey Medical School. 2009; 294-302
5. Torsekar R, Gautam MM. Topical therapies in psoriasis. Indian Dermatology
online Journal. 2017; 8: 235-245.
6. Ribeiro de Souza AL, Andreani T, Nunes de Oliveira R, Kiill CP, Kolenyak -
Dos Santos F, Allegretti SM, Chaud MV, Souto EB, Silva AM, Gremião MP.
Nanostructured Lipid Carriers as a Strategy to Improve the In
Vitro Schistosomiasis Activity of Praziquantel. International Journal of
Pharmaceutics. 2014; 463 (1): 31- 37
7. Abdel-Salam FS, Mahmoud AA, Ammar HO, Elkheshen SA.
Nanostructured lipid carriers as semisolid topical delivery formulations for
diflucortolone valerate. Journal of Liposome Research. 2017; 27 (1):41-55.
8. Garcês A, Amaral MH, Sousa Lobo JM, Silva AC. Formulations based on
solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) for
cutaneous use: A review. European Journal of Pharmaceutical Sciences.
2018; 112; 159–167.
9. Boyce ST, Warden GD, Principles and practices for treatment of cutaneous
wounds with cultured skin substitutes. American Journal of Surgery. 2002;
183(4): 445-56.
10. Naves LB, Dhand C, Almeida L, Rajamani L, Ramakrishna S. In vitro skin
models and tissue engineering protocols for skin graft applications. Essays in
Biochemistry. 2016; 60(4): 357-369
11. Gonzales KA, Fuchs E. Skin and Its Regenerative Powers: An Alliance
between Stem Cells and Their Niche. Developmental Cell, 2017; 43(4): 387–
401.
51
12. Pullar JM, Carr AC, Vissers MC. The Roles of Vitamin C in Skin Health.
Nutrients. 2017; 9(8).
13. Losquadro, WD. Anatomy of the Skin and the Pathogenesis of Nonmelanoma
Skin Cancer. Facial Plastic Surgery Clinics of North América. 2017; 25(3):
283–289.
14. Navarrete G. Histología de la Piel. Revista de la facultad de medicina UNAM.
2003; 46(4): 130-133.
15. Pang Y, Geng J, Qin, Y, Wang H, Fan R, Zhang Y, Li H, Jiang S, Dong C.
Endothelin-1 increases melanin synthesis in an established sheep skin
melanocyte culture. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Animal.
2016; 52(7): 749–756.
16. Botting RA, Rana H, Bertram KM, Rhodes JW, Baharlou H, Nasr N,
Cunningham AL, Harman AN. Langerhans cells and sexual transmission of
HIV and HSV. Reviews in Medical Virology, 2017; 27(2): 1-10.
17. Kashem SW, Haniffa M, Kaplan DH. Antigen-Presenting Cells in the Skin.
Annual Review of Immunology, 2017; 35(1): 469–499.
18. Korosec A, Frech, S, Gesslbauer B, Vierhapper M, Radtke C, Petzelbauer P,
Lichtenberger BM. Lineage identity and location within the dermis determine
the function of papillary and reticular fibroblasts in human skin. Journal of
Investigative Dermatology. 2018;1-10
19. Ventre M, Mollica F, Netti PA. The effect of composition and microstructure
on the viscoelastic properties of dermis. Journal of Biomechanics, 2009;
42(4), 430–435.
20. Piotrowska, A., Wierzbicka, J., & Żmijewski, M. A. Vitamin D in the skin
physiology and pathology. Acta Biochimica Polonica. 2016; 63(1), 17- 29.
21. Relvas M, Torres T. Pediatric Psoriasis. Am J Clin Dermatol. 2017;18(6):797-
811.
22. Huang TH, Lin CF, Alalaiwe A, Yang SC, Fang JY. Apoptotic or
Antiproliferative Activity of Natural Products against Keratinocytes for the
Treatment of Psoriasis. Int J Mol Sci. 2019;20(10)
52
23. Raychaudhuri SK, Maverakis E, Raychaudhuri SP. Diagnosis
and classification of psoriasis. Autoimmun Rev. 2014;13(4-5):490-5.
24. Croney S. Management of patients with psoriasis. Br J Nurs. 2017;26(5):260-
262.
25. Fortina AB, Bardazzi F, Berti S, Carnevale C, Di Lernia V, El Hachem M, Neri
I, Gelmetti CM, Lora V, Mazzatenta C, Milioto M, Moretta G, Patrizi A, Peris
K, Villani A. Treatment of severe psoriasis in children: recommendations of
an Italian expert group. Eur J Pediatr. 2017;176(10):1339-1354.
26. Weisenseel P, Reich K. [Inverse psoriasis]. Hautarzt. 2015; 66 (6): 408-12.
27. Rousset L, Halioua B. Stress and psoriasis. Int J Dermatol. 2018;57(10):1165-
1172.
28. Kim WB, Jerome D, Yeung J. Diagnosis and management of psoriasis. Can
Fam Physician. 2017; 63(4):278-285.
29. Tangtatco JAA, Lara-Corrales I. Update in the management of pediatric
psoriasis. Curr Opin Pediatr. 2017;29(4):434-442
30. Menter A. Psoriasis and Psoriatic Arthritis Treatment. Estoy J Manag Care.
2016; 22: S225-S237.
31. Philipp S, G, Sabat R. Systemic treatments for psoriasis and psoriatic arthritis.
Hautarzt. 2016;67(6):464-71.
32. Sekhon, S, Jeon C, Nakamura M, Afifi L, Yan D, Wu J, Liao W, Bhutani T.
Review of the mechanism of action of coal tar in psoriasis. Journal of
Dermatological Treatment, 2017; 29(3): 230–232.
33. Flores C, Labrador N, Sehtman A, Allevato M. Coaltar. Act Terap Dermatol
2007; 30: 184.
34. Van de Kerkhof PC. An update on topical therapies for mild-
moderate psoriasis. Dermatol Clin. 2015 Jan;33(1):73-7.
35. Alomar A, Alegre M, Baselga E, Soler J, Vilaltella I, Tarré M. Tratamiento de
la psoriasis y la dermatitis seborreica con coaltar (0,066%) en liposomas.
Piel.2004;19(8):405-468.
53
36. Roelofzen JH, Aben KK, van der Valk PG, van Houtum JL, van de Kerkhof
PC, Kiemeney LA. Coal tar in dermatology. J Dermatolog
Treat. 2007;18(6):329-34.
37. Nixdorff K, Borisova T, Komisarenko S, Dando M. Dual-use nano-
neurotechnology: An assessment of the implications of trends in science and
technology. Politics and the Life Sciences. 2018; 37(2): 180-202.
38. Chiva F, Chorilli M, Daflon M. Plataformas Bio (Muco) Adesivas Poliméricas
Baseadas em Nanotecnologia para Liberação Controlada de Fármacos -
Propriedades, Metodologias e Aplicações. Polímeros: Ciência e Tecnologia.
2014; 24(2): 203-213.
39. Rajabalaya R, Musa MN, Kifli N, David SR. Oral and transdermal drug
delivery systems: role of lipid-based lyotropic liquid crystals. Drug Design,
Development and Therapy, 2017Volume11, 393–406.
40. Koynova R, Tecnchoy B. Recent Patents on Nonlamellar Liquid Crystalline
Lipid Phases in Drug Delivery. Bentham Science Publishers.2013; 7(3):165-
73.
41. Li Y, Dong C, Cun D, Liu J, Xiang R, Fang L. Lamellar Liquid Crystal Improves
the Skin Retention of 3-O-Ethyl-Ascorbic Acid and Potassium 4-
Methoxysalicylate In Vitro and In Vivo for Topical Preparation. AAPS
PharmSciTech. 2015; 17(3): 767–777.
42. Terescenco, D, Picard C, Clemenceau, F, Grisel M, Savary G. Influence of
the emollient structure on the properties of cosmetic emulsion containing
lamellar liquid crystals. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and
Engineering Aspects, 2018;536: 10–19.
43. Azmi DM, Wibroe PP, Wu LP, Kazem A, Amenitsch H, Moghimi SM, Yaghmur
A.. A structurally diverse library of safe-by-design citrem-phospholipid
lamellar and non-lamellar liquid crystalline nano-assemblies. Journal of
Controlled Release, 2016; 239: 1–9.
44. Van L, Gras SL, Conn CE, Drummond CJ. Lyotropic liquid crystal engineering
moving beyond binary compositional space – ordered nanostructured
54
amphiphile self-assembly materials by design. Chemical Society Reviews.
2017; 46(10): 2705–2731.
45. Pasquali RC, Bregni C, Serrao R. Características e identificación de los
cristales líquidos liotrópicos. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas.
2006; 37(2): 38-53.
46. Chountoulesi M, Pippa N, Pispas S, Chrysina ED, Forys A, Trzebicka B,
Demetzos C. Cubic lyotropic liquid crystals as drug delivery carriers:
Physicochemical and morphological studies. International Journal.2018.
47. Sengupta, P, Chatterjee B. Potential and future scope of nanoemulgel
formulation for topical delivery of lipophilic drugs. International Journal of
Pharmaceutics. 2017; 526(1-2): 353–365.
48. Carlos T, Barreda Q, Gazga C, Juárez JJ, Faustino A, Noguez NA, Macín SA,
Melo V, Ruíz E. Cristales Líquidos Liotrópicos. Nanoestructuras
Biomiméticas para Uso Tópico Medicinal. Mundo nano. 2017; 10(19): 7–25.
49. Tsakovska I, Pajeva I, Al M, Alov P, Fioravanzo E, Kovarich S, Worth A,
Richarz A, Yang C, Mostrag A, Cronin M. Quantitative structure-skin
permeability relationships. Toxicology. 2017; 387: 27–42.
50. Shukla, T., Upmanyu, N., Agrawal, M., Saraf, S., Saraf, S., & Alexander, A.
(2018). Biomedical applications of microemulsion through dermal and
transdermal route. Biomedicine & Pharmacotherapy, 108, 1477–1494.
51. Li N, Li D, Zhang W, Chang K, Dang F, Du Y, Sifert HJ. Desarrollo y
aplicación de diagramas de fase para baterías de ión de litio utilizando el
enfoque CALPHAD. Progress in Natural Science: Materials International.
2019; 1-12
52. Calixto G. Victorelli FD, Dovigo LN, Chorilli M. Polyethyleneimine and
Chitosan Polymer-Based Mucoadhesive Liquid Crystalline Systems Intended
for Buccal Drug Delivery. AAPS PharmSciTech, 2017; 19(2), 820–836.
53. Novelo AM, Fadrique JG. Trayectorias en Diagramas de Fases Ternarios.
Educación Química. 2010; 21(4):300-305
55
54. Uzunova G, Nikolova Kr, Perifanova M, Gentscheva G. Marudova M, Antova
G. Physicochemical characterization of chia (Salvia hispanica) seed oil from
Argentina. Bulgarian Chemical Communications. 2016; 48: 131 -135
55. Drzeżdżon J, Jacewicz D, Sielicka A, Chmurzyński L. Characterization of
polymers based on differential scanning calorimetry based techniques. TrAC
Trends in Analytical Chemistry. 2018
56. Tan AW, Torkelson JM. Poly (methyl methacrylate) nanotubes in AAO
templates: Designing nanotube thickness and characterizing the T g -
confinement effect by DSC. Polymer, 2016; 82: 327–336
57. Raza K, Thakur S, Singal P, Wadhwa S, Prakash O. Development and
Validation of a Rapid Spectrofluorimetric Method for Quantification of Coal
Tar in Topical Formulations . Journal of Advanced Scientific Research.
2012;3(3): 37-39.
58. ICH, Q. (2005). Validation of analytical procedures text and methodology
Q2(R1). 2-8.
59. Cardoso – Marquez A, Gadelha de Oliveira E, Coradini K, Bruinsmann FA,
Aguirre T, Lorenzoni R, Silva - Barcelos RC, Roversi K, Rubert – Rossato D,
Raffin - Pohlmann A, Stanisçuaski – Guterres S, Escobar - Bürger M, Ruver
- Beck RC. Chitosan hydrogels containing nanoencapsulated phenytoin for
cutaneous use: Skin permeation/penetration and efficacy in wound healing.
Materials Science & Engineering C. 2018; 96: 205-217.
60. Chu J,Ling – Cheng Y, Rao VA, Nouraei M, Zarate-Muñoz S, Acosta EJ.
Lecithin-linker formulations for self-emulsifying delivery of nutraceuticals.
International Journal of Pharmaceutics. 2014; 471 (1-2): 92-102.
61. Junqueira – Garcia MT, Gonçalves TP, Félix – Martins ES, Silva - Martins T,
Carvalho M, Regazi – Minarini PR, Fernandez SC, Cassone - Salata G,
Lopes LB. Improvement of cutaneous delivery of methylene blue by liquid
crystals. International Journal of Pharmaceutics. 2018; 548 (1): 454-465.
62. Wan J, Sheng-mei W, Zhi-ping G, Zhuan-zhuan Y, Qian-qian S, Xiao-qin C,
Shuang-ying G, Yang Y. Phytantriol-based lyotropic liquid crystal as a
56
transdermal delivery system. European Journal of Pharmaceutical Sciences.
2018; 125:93-101.
63. Cintra G, Pinto LA,Calixto GM, Soares CP, Von Zuben E, Scarpa MV, Daflon-
Gremião MP & Chorilli M. Bioadhesive Surfactant Systems for Methotrexate
Skin Delivery. Molecules. 2016; 18:21(2).
64. Fonseca-Santos B, Martins - Dos Santos A, Rodero CF, Daflon Gremião MP,
Chorilli M. Design, characterization, and biological evaluation of curcumin-
loaded surfactant-based systems for topical drug delivery. International
Journal of Nanomedicine. 2016;11: 4553–4562
65. Tan CP, Che YB. Differential scanning calorimetric analysis of edible oils:
Comparison of thermal properties and chemical composition. Journal of
the American Oil Chemists' Society. 2012; 2: 143-156
66. Kolenyak-Santos F, Garnero C, Rosimeire N, R. de Souza A, Chorilli M,
Allegretti S, Longhi M, Chaud M, Gremião M. Nanostructured Lipid Carriers
as a Strategy to Improve the In Vitro Schistosomiasis Activity of Praziquantel.
Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014; 14: 1-12
67. USP 40/NF 35, United States Pharmacopeia. 40 th ed., National Formulary.
35 th ed. Rockville. 2017.
68. Dante M, Borgheti-Cardoso LN, Carvalho M, Garcia-Praça FS, Garcia
Medina WS, Riemma Pierre MB, Guimaraes-Lara M. Liquid Crystalline
Systems Based on Glyceryl Monooleate and Penetration Enhancers for Skin
Delivery of Celecoxib: Characterization, In Vitro Drug Release, and In Vivo
Studies. Journal of Pharmaceutical Sciences. 2018; 13 (6): 612-632.
57
GLOSARIO
Mesofases:
En física, una mesofase es un estado de materia intermedio entre líquido y sólido.
Supramolecular:
Es una estructura determinada por un complejo de moléculas unidas por un
enlace que no es covalente.
Homeostasis:
Conjunto de fenómenos de autorregulación, conducentes al mantenimiento de
una relativa constancia en la composición y las propiedades del medio interno de
un organismo.
Queratohialina
Gránulo de queratohialina. Gránulo basófilo, de forma irregular, que se presenta
en el citoplasma de los queratinocitos y que aparece en el estrato granuloso de la
piel.
Desmosoma
Son estructuras celulares que mantienen adheridas a células vecinas.
Estructuralmente dicha unión está mediada por cadherinas (desmogleína y
desmocolina), a sus filamentos intermedios (queratina).
Intertriginosa
Es un término médico que se utiliza para definir un área en dos áreas de la piel
que pueden tocar o frotar juntos.
Cornificada
Perteneciente o relativo a la transformación en tejido córneo.
58
Transición vítrea
Es la temperatura a la que se da una pseudotransición termodinámica en
materiales vítreos, por lo que se encuentra en vidrios, polímeros y otros materiales
inorgánicos amorfos.
Difusión
La difusión es un proceso físico irreversible, en el que partículas materiales se
introducen en un medio en el que inicialmente estaba ausente, aumentando la
entropía del sistema conjunto formado por las partículas difundidas o soluto y el
medio donde se difunden o disuelven.
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ANEXOS
Anexo A. Construcción del diagrama de fases ternario.
Anexo B. CLCTC: cristal líquido/coaltar/crema; CLCT: cristal líquido/coaltar; CTC: coaltar/crema
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Anexo C. Nueva crema de coaltar a base de cristales líquidos
Anexo D. Sistema cristalino con la encapsulación del coaltar
Anexo E. Tejido cutáneo utilizado para la evaluación de permeación y retención cutánea