Los geles tópicos son una forma de dosificación de administración tópica de fármacos comúnmente utilizada en cosméticos y tratamientos para enfermedades de la piel debido a sus ventajas sobre las cremas y ungüentos. [1] [2] [3] [4] Se forman a partir de una mezcla de gelificante , disolvente, fármaco activo y otros excipientes, y pueden clasificarse en organogeles e hidrogeles . [1] [5] [6] [7] Los métodos de formulación y preparación de fármacos dependen de las propiedades de los gelificantes, disolventes, fármacos y excipientes utilizados. [1] [2] [5] [3] [8]
Un gel se refiere a la semi-
Matriz sólida tridimensional formada a partir de un sistema intercalado de partículas coloidales o la permeación de un disolvente en una red de cadenas poliméricas entrelazadas. [1] [2] [5] [3] [8] Los geles farmacéuticos se forman añadiendo un gelificante (agente gelificante) a la mezcla de disolvente [5] [6] y ingrediente activo.
Los gelificantes utilizados en la formulación de geles pueden ser moléculas pequeñas con bajo peso molecular o polímeros (sintéticos, semisintéticos o naturales). [5] [7] El solvente que se utiliza como medio de dispersión puede ser acuoso, orgánico, inorgánico o un sistema de diferentes solventes. [5]
Los geles tópicos se utilizan como medio de contacto o transporte para que los fármacos activos actúen sobre [4] o a través de la piel. [9] Las moléculas del fármaco activo se entrelazan en la malla 3D del gel y se entregan al lugar de acción.
Los geles tienen ciertas propiedades especiales que los diferencian de otras formas farmacéuticas en términos de hinchazón, sinéresis , envejecimiento , rigidez y reología .
Los geles se pueden clasificar según una variedad de criterios, como la naturaleza de la fase coloidal , la naturaleza del disolvente utilizado y la naturaleza física.
Esta es la clasificación de geles más utilizada. Se clasifican en dos grupos principales según la naturaleza del disolvente: organogeles e hidrogeles.
Los organogeles no se utilizan con tanta frecuencia como medios para medicamentos o vacunas en comparación con otras clases de geles. [5] Esto se debe a los solventes y gelificantes no probados o farmacéuticamente inaceptables que se usan comúnmente en la síntesis de organogeles. [5] Los organogeles que se utilizan farmacéuticamente incluyen geles a base de microemulsiones y geles de lecitina. [5]
Algunos fabricantes deciden utilizar organogeles como medio para la administración de fármacos debido a su efecto potencialmente emoliente . Algunos organogeles contienen bases compuestas de sustancias oleaginosas. [1] [6] Estas bases pueden ayudar a retener la humedad de la piel mediante la formación de una capa oclusiva en el área de aplicación. [1] [6] Esta capa oclusiva atrapa la humedad, permitiendo la hidratación de la piel y proporcionando un efecto emoliente. [1] [6] [10] Este efecto emoliente es particularmente útil en la formulación de geles tópicos para pacientes con piel seca e irritada. [1]
Los hidrogeles tienen un alto contenido de agua, [7] y algunos hidrogeles contienen hasta un 90% de agua. [5] Los hidrogeles pueden absorber fácilmente fármacos activos y otras sustancias dispersas como coloides o disueltas en agua. [5] Los hidrogeles son biocompatibles . [5] [7] También se hinchan a un volumen mayor que los organogeles cuando entran en contacto con agua y otros líquidos naturales. [8]
Los hidrogeles se pueden utilizar como vehículos de administración de fármacos, para aplicación transdérmica , administración oftálmica de fármacos, [11] tratamiento del cáncer [12] o para vendajes de heridas . [7] [13]
Como tipo de formulación a base de agua, los hidrogeles generalmente son menos grasosos y más fáciles de eliminar que las formulaciones a base de aceite como los organogeles. [6] Ejemplos de hidrogeles incluyen geles de óxido de aluminio y magma de bentonita. [1]
Los fármacos administrados mediante aplicación tópica pueden actuar de forma local o sistémica. [1] [6] Sin embargo, las moléculas del fármaco primero deben retenerse y penetrar en la capa superficial de la piel . [6]
La absorción del fármaco a través de la superficie de la piel es un proceso pasivo de difusión . [1] [9] La penetración del fármaco en la piel puede tener lugar mediante difusión pasiva directamente a través de la epidermis (a través de rutas transcelulares o intercelulares ) o absorción a través de vías de derivación (difusión a través de folículos pilosos y glándulas sudoríparas ). [1] [6] [10] Inicialmente, la absorción del fármaco puede tener lugar por vía transfoliar. Una vez que el fármaco alcanza un estado estable, la absorción transepidérmica puede reemplazar a la absorción transfoliar como vía principal de absorción. [1]
La absorción del fármaco a través de la piel varía según el gradiente de concentración entre la superficie de la piel y el cuerpo, [1] [14] y una mayor tasa de absorción resulta de un mayor gradiente de concentración. [6] [14] La tasa de absorción del fármaco se puede mantener a un nivel constante asegurando que la concentración del fármaco en la superficie de la piel permanezca constante y sustancialmente mayor que la del cuerpo. [1]
La velocidad de penetración del fármaco a través de la barrera cutánea depende de los factores fisiológicos, las propiedades fisicoquímicas del fármaco y las características del gel. [1] [6] Los factores fisiológicos incluyen las propiedades de la piel, [3] [1] [2] tamaño del área de aplicación, frecuencia y fuerza de aplicación. [1] [6] Las propiedades fisicoquímicas del fármaco incluyen la solubilidad del fármaco, la atracción por la piel y el metabolismo . [3] [1] [6] [10] Las características del gel incluyen estabilidad, actividad termodinámica y propiedades oclusivas . [3] [1] [10]
Tras la penetración a través de la barrera cutánea, el fármaco puede atravesar tejidos cutáneos más profundos y alcanzar los capilares sanguíneos de la dermis . [6] [9] Luego puede proceder a ingresar a la circulación sistémica para lograr un efecto sistémico. [1] [6] [9]
La formulación de geles tópicos está determinada por factores importantes como la apariencia, el olor, la capacidad de extensión, la capacidad de extrusión, la viscosidad, el pH, la textura, el potencial de contaminación microbiana y la biodisponibilidad . [1] Los componentes del vehículo deben servir para hacer que la superficie de la piel sea más penetrable al fármaco. [1]
Las características del gel, como la consistencia y la viscosidad, se ven afectadas por el diseño de la formulación. [3] La consistencia y la viscosidad afectan la propiedad de adhesión y retención del gel y son importantes para garantizar que el gel se retenga en el lugar de aplicación y la administración efectiva del fármaco. [3]
Los ingredientes de la formulación de gel tópico se pueden clasificar ampliamente en cuatro tipos: gelificante, disolvente, fármaco y excipientes.
Los gelificantes sirven como estabilizadores y espesantes, espesando la solución de gel y al mismo tiempo manteniendo la naturaleza flexible del gel. [8] Cuando se dispersan a través del disolvente como un coloide, los gelificantes ofrecen una estructura interna estable al gel. [8] Los gelificantes generalmente se eligen en función de su afinidad por el solvente y el propósito del gel. [5] La naturaleza de los gelificantes utilizados determina la rigidez del gel. [8]
Hay muchos tipos de gelificantes, de los cuales los carbómeros se utilizan con mayor frecuencia debido a su capacidad para espesar geles en un amplio rango de pH. [8]
Los gelificantes se pueden clasificar por tipos de polímeros, a saber, polímeros naturales, semisintéticos y sintéticos. [8]
Los gelificantes naturales incluyen tragacanto , [6] gelatina , colágeno , [4] y goma guar ; los gelificantes semisintéticos incluyen metilcelulosa y otros derivados de celulosa; [5] [8] [6] mientras que los gelificantes sintéticos incluyen carbómeros , [6] alcohol polivinílico , polietileno y sus copolímeros. [5]
Los disolventes suelen elegirse en función de las aplicaciones del gel. [5] Pueden ser hidrófilos , lipófilos u orgánicos . [5] Los disolventes individuales se pueden utilizar solos o en mezcla. [5]
Algunos ejemplos de disolventes incluyen agua purificada , [3] glicerina , glicoles , alcoholes , sacarosa , tolueno y aceites minerales . [5] [10]
La administración tópica se utiliza a menudo para fármacos que se degradan fácilmente en el tracto gastrointestinal o que son muy susceptibles al efecto de primer paso hepático . [1] [2] Incluso si el medicamento debe administrarse durante largos períodos de tiempo o puede inducir reacciones adversas al medicamento en partes del cuerpo distintas a la ubicación objetivo, aún se puede formular como un gel tópico. [1] [9]
Hay una serie de propiedades fisicoquímicas y biológicas que determinan si un fármaco es adecuado para administrarse por vía tópica a través de una forma farmacéutica en gel.
Propiedades fisicoquímicas:
El medicamento debe:
Propiedades biológicas:
Los excipientes son materiales inertes al fármaco, que se agregan a las formas farmacéuticas para mejorar la calidad general de la forma farmacéutica. [14] Algunos ejemplos incluyen antioxidantes , agentes edulcorantes , estabilizantes , agentes dispersantes , potenciadores de la penetración , tampones y conservantes . [5] [3]
Los potenciadores de la penetración son excipientes que pueden aumentar la permeabilidad de la piel. [1] [6] Se pueden utilizar muchas clases de excipientes como potenciadores de la penetración, como glicerina , sulfóxidos y análogos relacionados, pirrolidinas , ácidos grasos y etanol , tensioactivos , etc. [1] [6]
Se pueden agregar tampones para controlar el pH de geles de base acuosa o hidroalcohólica. [3] [9] Ejemplos de tampones incluyen fosfato y citrato . [3]
Los conservantes son importantes por su acción antimicrobiana [5] [3] y son especialmente importantes en la formulación de hidrogeles. [5] Ejemplos de conservantes incluyen parabenos y fenólicos . [3]
Los antioxidantes se utilizan para evitar que los ingredientes del gel se oxiden . [3] Al elegir el antioxidante que se utilizará, es importante considerar la naturaleza del disolvente. [3] Dado que el disolvente de la mayoría de los geles es de naturaleza acuosa, los antioxidantes solubles en agua se utilizan más comúnmente. [3] Algunos ejemplos comunes incluyen metabisulfito de sodio y formaldehído sulfoxilato de sodio. [6]
Los agentes edulcorantes sólo se utilizan en geles diseñados para usarse en la cavidad bucal, como los geles dentales. [3] Los ejemplos incluyen sacarosa , glicerol , sorbitol y glucosa líquida . [3]
El proceso de formación de gel implica encontrar un equilibrio entre las concentraciones del gelificante y el disolvente. [5] Al agregar un gelificante al solvente, la mezcla permanece en estado líquido. [5] A medida que la concentración del gelificante aumenta hasta una cierta concentración crítica (punto de gelificación), la gelificación se produce mediante hinchazón para formar el gel semisólido. [5] Aumentar aún más la concentración del gelificante más allá del punto de gelificación aumentará la viscosidad del gel. [5]
El punto de gelificación exacto varía según las propiedades del gelificante y el disolvente, como la uniformidad de la estructura, el peso molecular del polímero y la flexibilidad de la cadena del polímero. [5]
Generalmente, los geles se preparan disolviendo primero los excipientes solubles en el disolvente. [5] [3] A continuación, la solución se mezcla utilizando un agitador mecánico. [3] Después de eso, el gelificante se agrega lentamente a la mezcla agitada para evitar la agregación. [3] Luego, la mezcla se agita continuamente hasta que el polímero se disuelve y se forma gradualmente un gel. [3] Se deja reposar el gel durante uno o dos días antes de que se pueda alcanzar la consistencia final del gel. [5]
El método exacto de preparación de geles depende de las propiedades de los ingredientes de la formulación.
Los geles tópicos se utilizan comúnmente como formas farmacéuticas de liberación sostenida . [5] [9] El uso de la forma farmacéutica de liberación sostenida reduce la administración de dosis recurrentes mientras mantiene los niveles de dosis séricas en el rango terapéutico (diferencia entre dosis tóxicas y terapéuticas), mejorando así el cumplimiento del paciente . [5]
Algunos geles tópicos son geles de liberación rápida, que son muy absorbentes y pueden hincharse rápidamente. [5] Estos geles de liberación rápida se pueden utilizar para tratar trastornos agudos.
Los geles tópicos también se utilizan como lubricantes o vehículos para agentes farmacéuticos. [5] Pueden usarse como vehículos para diferentes propósitos, a través de diferentes vías de administración, como dental, dermatológica [15] l , [16] [17] oftálmica , [11] intranasal, vaginal, rectal y otras. [5] [1] [2] [8]
Los geles tópicos se usan comúnmente en cosméticos, que incluyen champús, dentífricos , formulaciones para el cuidado de la piel y el cabello y productos de fragancia, [1] [2] y pueden usarse para tratar la inflamación del cuero cabelludo. [2]
Se pueden utilizar geles tópicos para administrar esteroides antiinflamatorios al cuero cabelludo en el tratamiento de las inflamaciones del cuero cabelludo. [8]
Ejemplos de geles tópicos disponibles comercialmente. [6]
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La textura de los geles tópicos es menos grasa ya que contienen una mayor proporción de agua en comparación con las cremas y pomadas . [3] [1] [2] [8] Estos geles tienen una excelente propiedad de extensión y efecto refrescante debido a la evaporación del solvente, y también tienen un mayor tiempo de retención en la piel. [5] [3] [1] [2] [8] Los geles tópicos son más estables que las cremas y ungüentos y pueden adherirse bien al sitio de aplicación. [5] [2] Forman una capa oclusiva en el sitio de aplicación que puede actuar como una forma de protección. [5] Se pueden lavar fácilmente y no son tóxicos debido a su composición y estructura únicas. [5] [2] [6] Tienen efectos secundarios mínimos debido a su efecto localizado. [1] Los geles tópicos son convenientes y fáciles de aplicar. [2] [6] El modo de acción tópico de los geles tópicos tampoco es invasivo . [1] [6] Estos factores favorables de los geles tópicos mejoran el cumplimiento y la tolerabilidad del paciente . [1] [2]
Los procesos de formulación y fabricación de geles tópicos son relativamente más simples y rentables que otras formas de dosificación semisólidas. [5] [1] [8] El perfil de liberación del gel se puede modificar alterando las propiedades del gelificante, lo que permite la administración continua del fármaco. [1] Los geles tópicos también son ecológicos, biocompatibles y biodegradables . [5] [8]
El fármaco puede penetrar profundamente en la piel [2] y administrarse directamente en el sitio objetivo, ya que la aplicación tópica le permite evitar el metabolismo hepático de primer paso . [1] [2] [8] [6] Las dificultades en la absorción gastrointestinal causadas por el pH, la actividad enzimática y las interacciones entre medicamentos y alimentos se pueden minimizar y, al mismo tiempo, se evita la irritación gastrointestinal. [1] [2] [6] La forma de dosificación tópica permite la administración estable y continua del fármaco al sitio de aplicación, [2] al mismo tiempo que tiene una liberación del fármaco más rápida que los ungüentos y cremas. [1] Todo esto puede aumentar la biodisponibilidad del fármaco en el cuerpo. [2]
Puede haber floculación en algunos geles, lo que puede producir un gel inestable. [5] [8] La reología de algunos geles se altera fácilmente por factores ambientales como la temperatura y la humedad, [5] lo que resulta en requisitos de almacenamiento más estrictos. La sinéresis del gel puede ocurrir durante el almacenamiento, lo que hace que el gel se encoja de manera impredecible o incluso se seque. [5] [3] Los gelificantes pueden precipitar y desprender sal , y algunos medicamentos pueden degradarse en la formulación en gel debido a los otros ingredientes presentes en la formulación. [5]
Algunos aditivos y gelificantes agregados a la formulación pueden causar problemas de irritación, [5] [8] como irritación de la piel, dermatitis o afecciones alérgicas . [2] El mayor contenido de agua en los geles aumenta las posibilidades de ataque microbiano o fúngico, [5] [8] que puede contaminar el gel y hacerlo inadecuado para su uso. Considerando la vía de administración directa, los fármacos deben ser de tamaño muy pequeño para tener una concentración plasmática eficaz para actuar. El tamaño de las partículas y otras propiedades del fármaco también pueden afectar su absorción a través de la barrera cutánea , [2] dando como resultado un efecto poco fiable.
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