Desarrollo de tintas nanoestructuradas para la incorporación de fármacos biomacromoleculares

Abstract

En los últimos 20 años, los medicamentos biotecnológicos han tenido un fuerte impacto en el tratamiento de enfermedades. Dentro de estos medicamentos, la administración de péptidos y proteínas está restringida en la mayoría de sus casos a la vía parenteral, ya que, por ejemplo, por la vía oral son degradados. El problema de la vía parenteral, es que posee muchas limitantes que a largo plazo, generan baja adherencia al tratamiento. En la literatura, se ha descrito una posible solución alternativa que es la administración a través de la mucosa bucal. Esta vía es cómoda y poco invasiva, lo que facilita la adhesión al tratamiento, por un lado, y además permite corregir posibles efectos adversos en su administración, al retirar el dispositivo que suministra el fármaco. Como la ruta bucal posee bacterias que pueden degradar la proteína, es que es necesario protegerlas fisicoquímicamente del medio. La nanotecnología nos ofrece distintas herramientas para protegerlas, tal como el uso de nanovehículos. Por otro lado, los nanovehículos pueden ser deglutidos, por lo que requieren una inmovilización sobre la mucosa, es por esto, que la literatura ofrece como solución el desarrollo de film mucoadhesivos. En esta tesis, he planteado como posible solución a los problemas descritos arriba, el usar nanopartículas poliméricas cargadas con una proteína modelo (lisozima), las cuales van impregnadas sobre un film polimérico, que es usado para inmovilizar las nanopartículas en la mucosa de las mejillas. Para impregnar el film polimérico, he propuesto el uso de una impresora común, cuyo cartridge se carga con una suspensión con las nanopartículas y ésta se imprime sobre el film. La tesis está divida experimentalmente en dos puntos. Por un lado, generar distintas formulaciones de nanopartículas para proteger la proteína modelo. Estas nanopartículas fueron caracterizadas fisicoquímicamente (tamaño, polidispersión y potencial zeta) y se observó su viabilidad como vehículo en el proceso de generación de la nanosuspensión e impresión de éstas, además de caracterizar su perfil de liberación y su estabilidad durante un mes a dos temperaturas distintas. El segundo punto fue ver si estos vehículos protegen la proteína modelo del proceso de resuspensión, el cual es el punto más crítico al trabajar con un viscosante (glicerina) que podría desnaturalizar la proteína modelo. Los principales hallazgos de este trabajo es la indicación de que es posible imprimir diversas formulaciones de nanovehículos con distintas propiedades fisicoquímicas, lo que genera diferentes eficiencias de asociación, perfil de liberación y estabilidad de la estructura de las nanopartículas. Por otro lado, estas mismas propiedades fisicoquímicas, condicionan la estabilidad de la proteína dentro de los nanovehículos. Por lo tanto, es posible usar la técnica de impresión para obtener film cargados con nanopartículas y además, proteger las proteínas con estos nanovehículos

In the last 20 years, biotech drugs have had a major impact in the treatment of diseases. Among these drugs, the administration of peptides and proteins is limited mostly to the parenteral route. The problem of injecting, is that it has many long-term constraints that generate low adherence to the treatment. In the literature, it is described a possible alternative solution which is the administration through the buccal mucosa. This route is convenient and minimally invasive, which facilitates adherence to treatment, allows correcting any adverse effects on administration, and allows for the dosage form removal if required. As the buccal route has bacteria that can degrade the protein, it is required a physicochemical protection from the environment. Nanotechnology offers different tools to protect them, such as the use of nanocarriers. Nevertheless, nanocarriers can be swallowed if not adequately immobilized; therefore, they require intimated and sustained contact with the mucosa, which is why that literature offered as solution the development of mucoadhesive films. In this thesis, I raised as a possible solution to the issues detailed above, the use of polymeric nanoparticles loaded with a model protein (lysozyme), which are impregnated on a polymeric film. This film is used to immobilize the nanoparticles in the buccal mucosa. To incorporate the nanocarriers on films. I have proposed the use of a common printer. In this printer, the cartridge is charged with a suspension of nanoparticles which is printed on the film. The thesis is divided into two points experimentally. Firstly, the fabrication of various nanoparticle formulations to protect the model protein. These nanoparticles were physicochemically characterized (size, polydispersion and zeta potential) and viability as a vehicle was observed in the generation process of the nanosuspension and printing them. Furthermore, their release profile and stability for one month at two different temperatures was evaluated. Secondly, the potential of these vehicles to protect the model protein of the resuspension process was determined. This is the most critical step when working with a thickener agent (glycerin) that could denature the protein model. The main finding of this work is that it is possible to print various formulations of nanocarriers with different physicochemical properties, resulting in different association efficiencies, release profile and stability of the structure of nanoparticles. Furthermore, these same physicochemical properties determine the stability of the protein within the nanocarriers. Therefore, it is possible to use the printing technique to fabricate films loaded with nanocarriers, and by doing this, protecting proteins incorporated in these nanocarriers