Aplicaciones de las ciclodextrinas en la industria farmacéutica
Las ciclodextrinas (CDs) son polímeros constituidos por monómeros de glucosa en su forma de anillo de seis miembros en conformación de silla. Forman una cadena cíclica que adquiere la forma de un cono truncado, donde los hidroxilos primarios quedan en la parte externa de la apertura angosta, y los secundarios se ubican en la parte ancha. Esto genera una estructura con un interior hidrofóbico y un exterior hidrofílico, lo que les permite unir una gran variedad de moléculas para obtener complejos de inclusión solubles en agua.
Las CDs pueden obtenerse a partir de la hidrólisis enzimática del almidón. Las formas más comunes, y de mayor estabilidad, se distinguen por el número de unidades de glucopiranosa incluidas en el ciclo: la αCD con 6, βCD con 7 y γCD con 8 anillos. La αCD acomoda compuestos pequeños o con cadenas alifáticas, la βCD puede incluir compuestos aromáticos y heterociclos mientras que la γCD compleja moléculas más grandes, como esteroides.
La selectividad y solubilidad de las CDs puede modificarse mediante sustituciones en los grupos hidroxilo de la parte exterior. Por ejemplo, tanto las metilaciones como la adición de grupos hidroxipropilo (HP) aumentan la solubilidad de las CDs, pues rompen la extensa red de puentes de hidrógeno. Otros sustituyentes comunes son el sulfobutil éter u otros polisacáridos como la maltosa. Estas modificaciones pueden darse de manera aleatoria o en posiciones específicas.
En la industria farmacéutica las CDs se usan para modificar la solubilidad de un fármaco. Esto se refleja en cambios en su estabilidad y permeabilidad, impactando su biodisponibilidad y por ende su eficiencia terapéutica, su toxicidad y la aparición de efectos secundarios. Al estabilizar al fármaco, se reduce su degradación por efecto de la temperatura y la fotooxidación.
La solubilidad necesaria en un fármaco es función de la vía de administración planteada para el mismo. Por ejemplo, en los medicamentos oftálmicos, una mayor solubilidad aumentará la disponibilidad del fármaco en la superficie de la córnea; mientras que por vía nasal se aumenta la permeabilidad en la mucosa, obteniéndose niveles plasmáticos más altos.
En el caso de la vía oral, las CDs tienen una biodisponibilidad relativamente baja, con una alta excreción de la forma inalterada en las heces y orina al ser mayormente digeridas por las bacterias del colon. Facilitan el transporte del fármaco hasta la membrana lipídica en el tracto gastrointestinal. Las CDs tienen una baja toxicidad por esta vía, siendo usadas incluso como aditivos en productos alimenticios. En contraste, las CDs son poco usadas por vía parenteral, pues se ha demostrado que pueden presentan efectos adversos como nefrotoxicidad.
Adicionalmente, las CDs se usan como excipientes para generar formulaciones de liberación prolongada. Esto puede lograrse incorporado sustituyentes etilo o acilo; o usando la capacidad de algunas formas, como la HP-β-CD, de formar geles. También se realiza investigación para generar estructuras supramoleculares con CDs, como son micelas, nanoesponjas, nanopartículas o nanovesículas. Estas tienen la ventaja de ser biodegradables, biocompatibles, y poder unir efectivamente tanto fármacos hidrofóbicos como hidrofílicos.
En Fujifilm Wako le ofrecemos las siguientes CDs, con la alta calidad y pureza que nos caracterizan. Estas se encuentran incluidas en el Codex farmacéutico japonés como excipientes de uso seguro, por ejemplo:
α-ciclodextrina (037-21611). Es usada como excipiente para inhibir la degradación de la prostaglandina E1 en su forma liofilizada, aumentando de manera significativa la vida de anaquel del medicamento parenteral.
β-ciclodextrina (034-21621). Mediante la formación del complejo βCD-piroxicam, se aumenta significativamente la velocidad de absorción del AINE, observándose un inicio más rápido de la analgesia y la disminución en la irritación gastrointestinal causada.
γ-ciclodextrina (031-21631). El derivado HP-γCD es usado para aumentar la solubilidad del vasodilatador minoxidil, permitiendo así su uso tópico para el tratamiento de la alopecia.
Para saber más sobre esta línea de productos:
Bibliografía
Loftsson, T., & Brewster, M. E. (2010). Pharmaceutical applications of cyclodextrins: basic science and product development. Journal of pharmacy and pharmacology, 62(11), 1607-1621.
Saokham, P., & Loftsson, T. (2017). γ-Cyclodextrin. International journal of pharmaceutics, 516(1-2), 278-292.
Sheehy, P. M., & Ramstad, T. (2005). Determination of the molecular complexation constant between alprostadil and alpha-cyclodextrin by conductometry: implications for a freeze-dried formulation. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 39(5), 877-885.
Yousaf, R., Razzaq, F. A., Asghar, S., Irfan, M., Khan, I. U., & Khalid, S. H. (2022). Cyclodextrins: An Overview of Fundamentals, Types, and Applications. Cyclodextrins-New Perspectives.
