Sistemas matriciales elaborados por impresión 3D para la liberación modificada de fármacos

• Autores: Vicente Linares Blasco
• Directores de la Tesis: Isidoro Caraballo Rodríguez (dir. tes.), Marta Casas Delgado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2024
• Idioma: español
• Número de páginas: 120
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  • Tesis en acceso abierto en: Idus
• Resumen

  • Introducción La elaboración de las matrices se está explorando con tecnologías más modernas, como la impresión 3D, que se ha postulado en los últimos años como un método novedoso para el desarrollo de formas farmacéuticas versátiles y personalizadas. En términos generales, podemos considerar que las técnicas de impresión 3D o de fabricación aditiva, emplean un material de naturaleza polimérica para construir en las tres dimensiones del espacio obteniendo, una vez finalizado el proceso, una estructura acorde a un diseño preestablecido. En el ámbito farmacéutico, dependiendo de la técnica que se trate, el fármaco es incorporado a la estructura durante el proceso de construcción junto con los excipientes, o en un proceso previo a éste. Resultados Se demostró por primera vez la posibilidad de crear sistemas matriciales combinando las técnicas de impresión 3D FDM e IVF. Como resultado, se obtuvo un prototipo denominado printfill, conformado por un esqueleto a base de PLA generado por FDM, al que se le incorpora el fármaco y una capa polimérica sensible al pH, gracias al mecanismo de la IVF. Esta innovación evitó el uso de altas temperaturas durante el proceso de impresión, preservando la integridad del fármaco y de la capa de recubrimiento, permitiendo una liberación colónica. Posteriormente, el printfill fue probado empleando micelas de quitosano cargadas con camptotecina. El sistema fue recubierto parcialmente con Eudragit FS30D logrando una liberación colónica y protegiendo adecuadamente a las micelas. Demostrando la versatilidad y eficacia del sistema para imprimir formulaciones termolábiles y obtener liberaciones controladas. Esta combinación de técnicas también fue probada empleando filamentos ternarios que contenían polímero termoplástico, teofilina anhidra y lubrificante al 5% (estearato magnésico). Gracias a la FDM, se elaboró una matriz tipo fractal, optimizada para exponer la máxima superficie posible al medio, y el recubrimiento fue llevado a cabo por la IVF. Esta matriz fue capaz de controlar la liberación, obteniendo una cinética de orden cero. También, se profundizó en el análisis de los sistemas obtenidos mediante este tipo de tecnología. De este modo, por primera vez, se llevó a cabo el análisis de la geometría Fractal y la estimación de los umbrales de percolación en el estudio de filamentos binarios: polímero termoplástico y teofilina anhidra. Gracias a los valores de la Dimensión fractal lineal y el umbral de percolación, se estimó un punto crítico para la capacidad de impresión de los filamentos por FDM y la liberación de fármaco, respectivamente. Ambos enfoques, geométrico-mecánico y el de la Teoría de la Percolación en la liberación, concordaron en un punto crítico aproximado del 38% p/p de fármaco. Así, por primera vez, el parámetro Dimensión Fractal se propone como una herramienta que proporcione información valiosa para trabajar en el Espacio de Diseño, con el objetivo de cumplir con la normativa para el Registro de Productos Farmacéuticos para Uso Humano del Consejo Internacional sobre Armonización (ICHQ8). Finalmente, se aplicó por primera vez la teoría de la percolación para analizar los sistemas matriciales impresos por 3D elaborados mediante estereolitografía (SLA). Estos sistemas fueron fabricados con diferentes proporciones de polímeros (PEGDA/PEG300). El análisis permitió encontrar un punto crítico mecánico relacionado con el umbral de percolación de enlace entre el 10-19 % v/v a partir del cual se pueden obtener sistemas sólidos. También, se observó con respecto al umbral de percolación de sitio dos puntos críticos relacionados con las propiedades cinéticas del sistema de acuerdo con los dos polímeros: 38-47 % v/v para PEGDA y 25-34 % v/v para PEG300, a partir de los cuales se pueden generar clústeres percolantes. Las estimaciones de los umbrales de percolación proporcionaron un conocimiento más profundo de las propiedades de los sistemas impresos en 3D mediante SLA.