Polímeros en aplicaciones farmacéuticas

En los últimos años, los polímeros han sido utilizados cada vez más como soporte y como herramienta para la liberación controlada de medicamentos o sustancias activas que se encuentran en una determinada formulación. Existen muchas aplicaciones de polímeros para la liberación de medicamentos debido a las características únicas de éstos materiales. Algunas de éstas son: protección, soporte y mejora de la estabilidad de la formulación, buena procesabilidad, carácter hidrofílico o hidrofóbico según el requerimiento, liberación rápida o controlada de la sustancia activa, mejora de la biodisponibilidad o aceptabilidad del medicamento por parte del paciente, y finalmente, su uso seguro.

El polímero soporte en las aplicaciones farmacéuticas es un excipiente, es inactivo en la formulación y sirve de vehículo para posibilitar la preparación del medicamente y darle la consistencia y la estabilidad, entre otras funciones. Un medicamento puede contener uno o más de un principio activo. Éste último se denomina ingrediente activo y su actividad depende de su naturaleza, pero está relacionado a la cantidad ingerida o absorbida. Esta sustancia con actividad farmacológica extraída de un organismo vivo, una vez purificada y/o modificada se le denomina fármaco o medicamento. Morfológicamente el polímero puede ser la matriz del compuesto farmacéutico o puede ser la cubierta o recubrimiento del preparado.

Los polímeros más utilizados para las aplicaciones farmacéuticas son fabricados por empresas líderes en el ámbito internacional, tales como, Dow, Eastman, BASF, Bayer, Evonik, entre otras. El proceso para la fabricación de medicamentos que ha crecido significativamente es la extrusión de fundidos y formulaciones farmacéuticas, cuya denominación en inglés es “hot- melt extrusion”.

Polímeros de aplicaciones farmacéuticas
Existe una gran variedad y oferta de polímeros para aplicaciones farmacéuticas. En la Tabla1 se mencionan las principales familias y su fabricante. Los denominados polímeros entéricos resisten los efectos de los jugos gástricos y se disuelven en el intestino. Estos polímeros son sensibles al pH y no se disuelven en un ambiente con pH mayor a aproximadamente 5.0. Esto permite que el ingrediente activo presente en el preparado o compuesto se libere cuando éste pase al intestino y no en el estómago del paciente, [1]. Los mecanismos de liberación del ingrediente activo para lograr efectos finales deseados se pueden dividir en cuatro grandes categorías: liberación inmediata, liberación sostenida, liberación retrasada y liberación controlada.

La Figura 1 muestra las diferentes formas de presentación de los medicamentos o preparados. En la figura se observan los preparados extruidos o peletizados. Algunos pueden ser adicionalmente recubiertos o encapsulados.

Muchos medicamentos poseen baja solubilidad, permeabilidad y biodisponibilidad. Las formulaciones pueden ser mejoradas por medio de excipientes que pueden servir como promotores de solubilidad y biodisponibilidad. Los métodos para mejorar la solubilidad del medicamento incluyen la modificación química utilizando un concepto de pre-droga, modificación física a través de la reducción del tamaño y modificación de la superficie, control de pH utilizando un sistema buffer, utilizando co-solventes y surfactantes promotores de absorción, [2].

Algunos excipientes para mejorar la solubilidad son solventes hidrofílicos, tales como, propilenglicol y polietilenglicol. Solventes hidrofóbicos son los aceites vegetales, triacetina y dietil ftalato. Polímeros emulsificantes son los polisorbatos y la vitamina E.

¿Qué es Hot Melt Extrusion (HME)? Es el proceso de extruir una mezcla particulada de un ingrediente activo farmacéutico (API) cristalino y de baja solubilidad en un polímero o excipiente soluble en agua para formar una solución molecular (“dispersión sólida”) del API en el excipiente, en una morfología que debe permanecer estable durante el enfriamiento del extruído, así como durante la vida de anaquel del producto o medicamento, [3]. Cuando se ingiere el medicamento, el excipiente se disuelve haciendo el API mucho más biodisponible. La biodisponibilidad está definida como la cantidad y velocidad con que un principio o ingrediente activo pasa de la forma farmacéutica en la que está formulado a la circulación sanguínea general o sistémica y llega al lugar de acción, [4].

El proceso de HME se realiza en una extrusora doble husillo en donde se alimentan el API y el polímero o excipiente para ser fundidos, mezclados, transportados y presurizados hasta un cabezal para obtener el extruído. Este último es peletizado para obtener la dispersión sólida en las diferentes presentaciones. La Figura 2 ilustra el tipo de sistemas de micropeletización que se utilizan para las aplicaciones farmacéuticas y la Figura 3 presenta una línea de extrusión doble husillo para la fabricación de formulaciones farmacéuticas. Estas líneas son en acero inoxidable y deben cumplir estándares de buenas prácticas de manufactura (BPM). Las formulaciones farmacéuticas deben seguir los estándares USP (United States Pharmacopeia) y FDA (Food and Drug Administration).

El “diseño” de medicamentos o formulaciones en HME requiere un equipo de profesionales multidisciplinario que sea capaz de proveer buenas predicciones sobre las condiciones de procesamiento y la afinidad química entre un ingrediente activo o API y un polímero o excipiente.

Conclusiones
El área de polímeros en aplicaciones farmacéuticas está en gran crecimiento en Europa y Estados Unidos y se convierte en una oportunidad de diversificación para los transformadores de plásticos, incluida la elaboración de compuestos, en Latinoamérica, por la creciente fabricación de medicamentos genéricos en los diferentes países. Una condición muy importante para los medicamentos genéricos es que deben demostrar su bioequivalencia terapéutica con el medicamento original que le sirve de referencia, y así ambos serían intercambiables al poseer la misma eficacia terapéutica, 4/.

Los mercados de alto valor agregado en plásticos son aquellos cuyos productos están sometidos a regulaciones y normativas exigentes. Este es el caso de las aplicaciones de plásticos en el sector de la salud: industria farmacéutica, prótesis flexibles y rígidas, aparatos ortopédicos, dispositivos de ayuda auditiva, corneas artificiales, catéteres, implantes dentales, entre otras. En un próximo artículo se tratará el tema de los plásticos y las aplicaciones médicas.