La administración tópica de medicamentos (TDD) es una vía de administración de medicamentos que permite que la formulación tópica se administre a través de la piel tras la aplicación, produciendo así un efecto localizado para tratar trastornos de la piel como el eccema . [1] [2] La formulación de medicamentos tópicos se puede clasificar en corticosteroides , antibióticos , antisépticos y antifúngicos . El mecanismo de administración tópica incluye la difusión y el metabolismo de los medicamentos en la piel. [1] Históricamente, la vía tópica fue la primera vía de medicación utilizada para administrar medicamentos a humanos en el antiguo Egipto y Babilonia en el 3000 a. C. En estas ciudades antiguas, se usaban medicamentos tópicos como ungüentos y pociones en la piel. [3] [4] La administración de medicamentos tópicos debe atravesar múltiples capas de la piel y sufrir farmacocinética , por lo que factores como las enfermedades dérmicas minimizan la biodisponibilidad de los medicamentos tópicos. [5] El uso amplio de medicamentos tópicos conduce al avance de la administración tópica de medicamentos. Estos avances se utilizan para mejorar la administración de medicamentos tópicos a la piel mediante el uso de agentes químicos y físicos. En el caso de los agentes químicos, se utilizan portadores como liposomas y nanotecnologías para mejorar la absorción de los fármacos tópicos. [4] [6] Por otro lado, los agentes físicos, como las microagujas , son otro enfoque para mejorar la absorción. [4] Además de utilizar portadores, otros factores como el pH , la lipofilicidad y el tamaño de la molécula del fármaco determinan la eficacia de la formulación tópica. [1]
En la antigüedad, la piel humana se utilizaba como capa para la autoexpresión pintándose productos cosméticos. Utilizaban esos productos como protección para su piel del sol y del ambiente seco. [3] Más tarde, en el año 2000 a. C., los chinos utilizaron remedios tópicos que se envolvían en vendajes para tratar enfermedades de la piel. [4] [3] El contacto entre estos remedios tópicos y la piel proporciona su efecto terapéutico sobre la piel. El desarrollo más reciente de fármacos tópicos se produjo entre 130 y 200 d. C. Este desarrollo fue realizado por Claudio Galeno , un médico griego. Fue el primero en cargar la medicación a base de hierbas en la medicina occidental y la formuló como crema. [3] Más recientemente, en la década de 1920, se hicieron algunas observaciones al aplicar la piel tópica, como para determinar sus efectos sistémicos . [4] En 1938, Zondek manejó con éxito las infecciones urogenitales después de aplicar cloroxilenol en la piel mediante el uso de desinfectante en forma de ungüento. Después de algunos años, se hicieron observaciones a partir de varios experimentos. Estos experimentos condujeron al desarrollo de la toxicología cutánea a mediados de la década de 1970, incluidos síntomas como irritación, inflamación de la piel y fototoxicidad cutánea tras la aplicación de fármacos tópicos. Después del desarrollo de la toxicología , también se creó un modelo matemático para el coeficiente de difusión de la piel formulado por Michaels. Esta formulación sugiere cómo se relacionan con la solubilidad acuosa y el coeficiente de partición en la piel. [4]
El órgano más grande del cuerpo humano son las capas de la piel, que protegen contra partículas extrañas. [7] [8] La piel humana contiene varias capas, incluida la capa subcutánea , la dermis , la epidermis , el estrato córneo y los apéndices . Cada una de estas capas tiene un efecto en la absorción del fármaco tópico. [1] Cuando el fármaco tópico se aplica a la piel, debe pasar por el estrato córneo , que es la capa más externa de la piel. [8] La función del estrato córneo incluye la prevención de la pérdida de agua en la piel e inhibe la penetración de moléculas extrañas en las capas dérmicas. [8] Por lo tanto, también evita que las moléculas hidrófilas se absorban en la piel, ya que está hecha de lípidos bicapa. [9] Con esta barrera, el estrato córneo afecta la permeabilidad de los fármacos tópicos. Otra parte de la piel se llama apéndices y se conoce como el "atajo" para la administración tópica de fármacos. La vía de atajo permite que las moléculas del fármaco pasen primero la barrera del estrato córneo a través de los folículos pilosos . [5]
Cuando se aplican medicamentos a la piel de forma tópica, las moléculas del medicamento experimentarán una difusión pasiva . Este proceso ocurre a favor del gradiente de concentración cuando las moléculas del medicamento se mueven de un área a otra región. La difusión se describe mediante una ecuación matemática. [1] [4] La molécula del medicamento (J), conocida como flujo , representa la entrada de moléculas de medicamentos tópicos a través de la membrana de la piel . La membrana de la piel es el área (A) a través de la cual viajan las moléculas del medicamento tópico. El espesor de la membrana de la piel se conoce como (h) en la expresión y determina la longitud del camino de difusión . [4] La (C) es la concentración de la sustancia que se difunde a través de las capas de la piel y la (D) es el coeficiente de difusión . La expresión ilustra el transporte de moléculas de medicamentos tópicos a través de la membrana del estrato córneo a través de la difusión . [9]
Expresión de difusión:
Tras la aplicación del fármaco tópico sobre la piel, se difundirá a la capa exterior de la piel, conocida como estrato córneo . Hay tres rutas posibles para que los fármacos atraviesen la piel. La primera ruta es a través de los apéndices . Se conoce como el "primer corte", donde las moléculas del fármaco se dividirán en la glándula sudorípara para eludir la barrera del estrato córneo . [1] Si las moléculas del fármaco no se transportan a través del "primer corte", normalmente permanecen en los lípidos bicapa del estrato córneo , donde las moléculas del fármaco se transportan a través de la ruta transcelular o paracelular hacia el área más profunda de la piel, como la capa subcutánea. Para la ruta paracelular , significa que los solutos se transportan a través de la unión entre las células. [10] Cuando las moléculas del fármaco tópico se transportan a través de la ruta paracelular, necesitan viajar a través del estrato córneo , que es una región altamente grasa, pero entre las células. [9] [1] Por otro lado, las moléculas del fármaco tópico pueden viajar a través de la ruta transcelular . Esta ruta permite que las moléculas se transporten a través de la célula. La ruta transcelular transporta la molécula del fármaco a las células lipídicas bicapa que se encuentran en el estrato córneo . Dentro de los lípidos bicapa en el estrato córneo hay un entorno soluble en agua, y las moléculas del fármaco se difundirán a través de estos lípidos bicapa hacia el área más profunda de la piel. [1] [11] Durante el transporte de las moléculas del fármaco tópico, pueden unirse a la queratina que existe como uno de los componentes de la piel en el estrato córneo . [11]
Las actividades del metabolismo de la piel ocurren comúnmente en la superficie de la piel, los apéndices , el estrato córneo y la epidermis viable . [1] [5] Este proceso comprende la hidrólisis , reducción y oxidación de la fase uno , también conocida como fase de funcionalización. Si la fase uno es insuficiente para metabolizar los fármacos, se produce la reacción de conjugación de la fase dos . Esta fase incluye glucuronidación , sulfatación y acetilación . Se ha descubierto que las actividades de la fase dos son menores que las de la fase dos en la piel. [12] Un ejemplo común es el tinte para el cabello tipo tearilamina, que después de aplicarse tópicamente se metabolizará en la piel a través de la enzima N-acetiltransferasa , lo que dará como resultado un metabolito N-acetilado . [5] [3] Estas enzimas metabólicas provocan la pérdida de las actividades tópicas de los fármacos, lo que reduce su biodisponibilidad . Con el tiempo, pueden formar un compuesto tóxico que llega a la circulación sistémica y daña las capas de la piel. [13] Cuanto más tiempo permanezca el fármaco tópico en la piel, mayor será la cantidad metabolizada por las enzimas subyacentes. Para reducir este efecto, el fármaco tópico debe permanecer en la piel durante un período de tiempo más corto. Además, es necesario aplicar cierta cantidad de moléculas tópicas en la piel para provocar la saturación de las enzimas metabólicas . [5]
La cantidad de moléculas de fármacos tópicos que se administran a la piel se ve afectada únicamente por las propiedades fisicoquímicas del fármaco tópico. [1] El primer factor es el peso de la molécula del fármaco. Cuanto menor sea el peso molecular del fármaco o el tamaño de partícula, mayor será la tasa de su difusión y absorción en la piel. [1] [14] El segundo factor es la lipofilicidad de las moléculas del fármaco, ya que las tres vías de absorción son bastante lipofílicas . Cuanto mayor sea la lipofilicidad , más fácil será absorber las moléculas del fármaco en comparación con las moléculas hidrofílicas del fármaco. [14] El tercer parámetro es el nivel de pH de la piel. El pH de las capas de la piel es básico, por lo tanto, los fármacos tópicos básicos se absorberán mejor que los fármacos tópicos ácidos. [14] Estos factores son vitales para determinar la permeabilidad de la administración tópica de fármacos. [3] [1]
El sistema coloidal es una de las técnicas utilizadas para la administración tópica de fármacos en la piel y funciona como potenciador de la permeabilidad cutánea. Se conocen como portadores y se pueden clasificar en nanopartículas , liposomas y nanoemugel. [15] [6] [16]
Los liposomas contienen una bicapa de fosfolípidos en forma de esfera que puede existir como una o más de una bicapa de fosfolípidos. Con esta estructura, su función es atrapar moléculas de fármaco hidrofílicas o lipofílicas dentro de las bicapas esféricas. [4] La molécula de fármaco hidrofílica se adhiere a la cabeza hidrofílica ya que es polar y favorece el agua. Por otro lado, las moléculas de fármaco lipofílicas quedarán atrapadas en las colas de fosfolípidos de la bicapa debido a su naturaleza lipofílica . [6] [4] Con estos mecanismos, los liposomas se comportarán como portadores y llevarán las moléculas de fármaco lipofílicas o hidrofílicas al estrato córneo y las liberarán en capas más profundas de la piel al interactuar con los lípidos de las bicapas que se encuentran en el estrato córneo . [15] El uso de liposomas como portadores mejora la permeabilidad general del fármaco tópico en la piel para llegar al sitio objetivo. [15] [17] Por ejemplo, un fármaco como la anfotericina B se utiliza para tratar infecciones fúngicas. [18] El fármaco se carga en un liposoma y este portador mejora la penetración de la anfotericina B en la piel, independientemente de su peso molecular . [19]
El nanoemulgel es otro tipo de potenciador para la administración de fármacos tópicos en la piel. El proceso de formulación del nanoemulgel se produce incorporando la nanoemulsión en una matriz de gel . Los geles están hechos de bases acuosas y permiten una liberación más rápida de los fármacos a través de la disolución. El uso de nanoemulgel mejora el cumplimiento del paciente porque el uso del gel es menos grasoso que la crema o el ungüento tradicionales , por lo tanto, hay menos incidentes de irritación de la piel. [16] El nanoemulgel aumenta la biodisponibilidad del fármaco tópico al insertar las moléculas lipófilas del fármaco en la gota de aceite del nanoemulgel y viajará a través de las capas de la piel. Con su alta tasa de disolución, el nanoemulgel produce un alto gradiente de concentración hacia la piel, lo que permite una rápida absorción de la gota de aceite en el estrato córneo . Además, el surfactante que se incorpora al nanoemulgel tiene la capacidad de penetrar a través del lípido de la bicapa al interrumpir el enlace de hidrógeno entre el lípido en la piel para mejorar aún más su permeabilidad. [16] En términos de tratamiento, el uso de nanoemulgel es contra las células cancerosas y es útil en el cáncer de piel. [16] Además, la formulación de nanoemulgel con metoxsaleno se utiliza para tratar la psoriasis . El portador mejora tanto la penetración como la acumulación de metoxsaleno en las capas de la piel. [20]
La microaguja pertenece al potenciador físico para mejorar la absorción de moléculas de fármacos tópicos en la piel. Se conoce como 'pinchar y parchear' porque utiliza agujas diminutas y se clavan en la piel a través del estrato córneo . [6] [4] Estas agujas diminutas aseguran que no entrarán en contacto con las terminaciones nerviosas o los vasos sanguíneos cutáneos debajo de la piel, por lo que se pueden quitar fácilmente de la piel. [21] Hay varios tipos de microagujas, el primero son las microagujas sólidas. Las microagujas sólidas se utilizan para proyectar en la piel. Una vez que se retiran las agujas después de la inserción, los fármacos tópicos se aplican a la piel. Esto mejora la capacidad de los fármacos para difundirse a través de la epidermis viable . El segundo tipo es la microaguja soluble. Este tipo de agujas están compuestas de materiales que les permiten disolverse después de pinchar la piel, por lo que no es necesario quitar las agujas después de la inyección. El tercer tipo de microagujas son las microagujas hinchables, que consisten en hidrogel . [22] Después de introducir la aguja en la piel, permite que el líquido intersticial de la piel se difunda en las microagujas, por lo que se hinchará para difundir las moléculas del fármaco a través de la piel. [4] [23] Se ha descubierto que las microagujas son seguras y eficaces para mejorar la permeabilidad de la piel. [24]
