Un invasoma es un tipo de nanotransportador de vesículas artificiales que transporta sustancias a través de la piel, la barrera biológica más superficial . Las vesículas son pequeñas partículas rodeadas por una capa lipídica que pueden transportar sustancias dentro y fuera de la célula. Las vesículas artificiales pueden diseñarse para administrar medicamentos dentro de la célula, con aplicaciones específicas dentro de la administración transdérmica de medicamentos. Sin embargo, la piel demuestra ser una barrera para la penetración y administración efectiva de terapias farmacológicas. Por lo tanto, los invasomas son una nueva generación de vesículas con componentes estructurales agregados para ayudar con la penetración en la piel. [1]
Los sistemas de administración transdérmica de fármacos (TDD) tienen como objetivo administrar terapias farmacológicas de forma tópica para administración local y sistémica. Han ido ganando cada vez más atención en el campo de la administración de fármacos debido a su potencial para mejorar la biodisponibilidad , reducir los efectos secundarios y evitar el metabolismo de primer paso , en comparación con los medicamentos orales. Sin embargo, los sistemas TDD enfrentan el desafío de superar la barrera de la capa superior de la piel, el estrato córneo . [2]
Los sistemas de administración transdérmica de fármacos son métodos para transportar terapias farmacológicas a través de la barrera cutánea. La piel es el órgano más grande del cuerpo y su principal objetivo es proteger al organismo contra amenazas químicas, térmicas, radiactivas y microbianas. Sin embargo, no es completamente impermeable, lo que permite cierto intercambio de gases, calor y fluidos con su entorno externo. [3]
Para protegerse eficazmente de las lesiones externas, la piel se compone de varias capas: las tres capas distintivas son la epidermis , la dermis y la capa subcutánea o hipodermis. La capa más inferior es la hipodermis. Está compuesta principalmente de tejido adiposo . A continuación está la dermis, una capa de 3-5 mm de espesor formada por proteínas fibrosas, un gel interfibrilar, sales y agua. La epidermis es la capa más superior de la piel y donde termina la vascularización. Debido a la falta de vascularización, la transferencia de líquidos, nutrientes y desechos a través de la epidermis se produce a través de la unión epidérmica-dérmica. [4] [5] La epidermis se divide a su vez en cinco capas. De la más interna a la más externa están el estrato germinativo, el estrato espinoso, el estrato granuloso, el estrato lúcido y el estrato córneo. La mayor parte de la epidermis está compuesta por corneocitos , que se desarrollan a partir de la proliferación, diferenciación y queratinización de los queratinocitos . Estas células fundamentales de la piel se renuevan continuamente a medida que ascienden hacia la superficie de la piel. [3] [5] El estrato córneo es una capa de 10 a 15 μm de espesor de corneocitos muertos ricos en queratina empaquetados firmemente dentro de una matriz rica en lípidos, a menudo descrita y representada como una estructura de ladrillo y mortero. [5]
La penetración del estrato córneo se reconoce como el mayor desafío de la TDD. Debido a su estructura celular apretada, es la barrera limitante de la velocidad de absorción del fármaco. Por lo tanto, se han explorado varios métodos de penetración del estrato córneo. Un par de métodos comunes incluyen la administración a través de la vía intercelular y la vía transcelular. La vía intercelular indirecta busca eludir los corneocitos mediante el transporte de moléculas a través del espacio intercelular rico en lípidos entre las células. La vía transcelular busca transportar moléculas directamente a través de las células del estrato córneo. En este método, las moléculas deben viajar a través de los corneocitos y del espacio lipídico intercelular. El método de elección depende de las propiedades físicas y químicas de los compuestos de transporte; sin embargo, la vía intercelular es la más común. Por lo tanto, la barrera lipídica intercelular ha sido un tema de investigación para permitir una mayor comprensión de cómo desarrollar mecanismos de transporte de moléculas a través del estrato córneo. [3] [5]
En las últimas décadas, debido al uso creciente de medicamentos terapéuticos por vía transdérmica, se han explorado técnicas para mejorar la permeabilidad a través del estrato córneo. Las dos principales vías de exploración han sido los mecanismos de mejora de la penetración químicos y físicos. [6]
En la siguiente tabla se resume una breve descripción general de los métodos de penetración física.
Las características químicas para mejorar la administración de fármacos incluyen la incorporación de formaciones de sal, pares de iones de fármaco, mezclas eutécticas, potenciadores de la penetración química y el uso de vesículas liposomales . [13] Las vesículas han demostrado la capacidad de combinarse con las técnicas de penetración física actuales para mejorar sinérgicamente la penetración del fármaco. [2] [14] [15]
Otros sistemas vesiculares, como los liposomas y los etosomas , ya han sido ampliamente investigados y utilizados como transportadores de fármacos, pero la barrera de penetración ha dado lugar a estudios para modificar las vesículas actuales para añadir características que mejoren la penetración en el estrato córneo. [1]
Los sistemas vesiculares invasivos son vesículas artificiales compuestas de fosfolípidos , terpenos y etanol . [1] Una bicapa de fosfolípidos crea la estructura externa de la partícula esférica. Dentro de la bicapa se encuentran los terpenos. Los terpenos son cadenas de hidrocarburos naturales que se utilizan comúnmente en productos aromáticos y de fragancias, pero también se han utilizado para el desarrollo de productos farmacéuticos. Dentro del centro de la bicapa de terpenos y fosfolípidos hay un núcleo que contiene una solución hidroetanólica acuosa, junto con el fármaco relevante. [1] [2]
En comparación con otros sistemas vesiculares, los terpenos y el etanol funcionan sinérgicamente para aumentar la flexibilidad de los invasomas, lo que permite una estructura más suave y fluídica que aumenta la eficacia de penetración de la barrera cutánea. [ cita requerida ]
Se sabe que los terpenos son potenciadores eficaces de la penetración . Funcionan en los invasomas rompiendo la estructura compacta de fosfolípidos del estrato córneo, lo que aumenta la permeabilidad del espacio intercelular. [1]
Al igual que los terpenos, se ha demostrado que el etanol altera la estructura lipídica del estrato córneo, además de aflojar la bicapa fosfolipídica de los invasomas. El etanol también ablanda los lípidos, lo que aumenta la deformabilidad de los invasomas, lo que les permite aplanarse para viajar a través de los estrechos espacios intercelulares de la piel. [16]
Se ha demostrado que los terpenos y el etanol aflojan la estructura fosfolipídica del invasoma, lo que permite que algunos de los terpenos y la solución etanólica se escapen del invasoma. Allí, también separan los lípidos del estrato córneo. El invasoma, más pequeño y flexible, puede entonces viajar a nivel intercelular, pasando a través del estrato córneo hasta la capa de células viables donde se libera el fármaco y llega a la circulación sistémica. Por lo tanto, los terpenos y el etanol trabajan en conjunto para romper los fosfolípidos del invasoma que habitan para poder pasar a través de él, así como para aflojar la matriz celular apretada del estrato córneo, lo que otorga a los invasomas, que ya son flexibles, una mayor capacidad de penetración. [16] [17]
Existen varias técnicas de preparación de invasomas, pero las técnicas más utilizadas son la dispersión mecánica y la hidratación en película fina. [18]
Durante la dispersión de lípidos, se añaden el lípido y el disolvente orgánico con un fármaco de elección; luego, la solución se agita en un vórtex y se sonica durante cinco minutos. Se añade PBS a la solución con agitación adicional y, luego, se utiliza un tampón acuoso para hidratar la mezcla. La hinchazón espontánea de los lípidos crea las vesículas invasivas, que finalmente se sonican, se liofilizan y experimentan una extrusión a alta presión. [18]
Durante la hidratación de película delgada, también conocida como el método de película convencional, [16] se añaden lípidos y fármacos al etanol y se sonican. Se utiliza un evaporador rotatorio instantáneo para secar la mezcla; se utiliza gas nitrógeno para eliminar el disolvente residual nocivo. Las películas lipídicas delgadas resultantes se hidratan utilizando una PBS y, después de enfriar, se añade la mezcla de terpenos para formar los invasomas. Finalmente, la solución de invasomas se agita en un vórtex y se somete a ultrasonidos. [18]
Los invasomas se han considerado en una variedad de aplicaciones. Aparte de los cosméticos, se están convirtiendo cada vez más en parte de la investigación farmacéutica y de administración de fármacos. Las áreas de uso incluyen la administración de terapias con fármacos inmunosupresores , anticancerígenos, antiacné, anticonceptivos, para la disfunción eréctil, antihipertensivos , alopecia y antipsicóticos . [18] [19] [20]
Los invasomas se pueden combinar con métodos de administración transdérmica para actuar sobre la barrera cutánea. Algunos ejemplos de estas técnicas son los parches transdérmicos , las microagujas y las cremas.
Los parches transdérmicos son adhesivos medicinales que se pueden aplicar sobre la piel. En comparación con las agujas hipodérmicas convencionales y los métodos de administración oral, los parches permiten la liberación controlada de medicamentos a través de la piel mediante mecanismos de liberación incorporados que permiten la descarga de los depósitos de medicamentos. Además, los parches se pueden combinar con microagujas para aumentar la absorción de medicamentos. [21]
Las microagujas son conjuntos de agujas mínimamente invasivos que pasan por alto el estrato córneo. Su longitud puede variar desde unos pocos micrómetros hasta 2000 μm y existen en varias formas: sólidas, recubiertas, solubles, huecas y formadoras de hidrogel. [22] [23]
Las cremas médicas se han utilizado durante siglos debido a su relativa simplicidad, facilidad de preparación y facilidad de uso. Son formulaciones semisólidas tratadas médicamente para la administración tópica de medicamentos. Los beneficios de las cremas incluyen un mayor cumplimiento del tratamiento por parte del paciente y la prevención del metabolismo de primer paso. [24] [25]