Estudio de electrodos modificados con nanomateriales para evaluar la equivalencia terapéutica in vitro

Abstract

A través de estudios de bioequivalencia es posible garantizar a la población el acceso a medicamentos seguros, eficaces y económicos. Para un grupo de fármacos, los estudios in vivo se pueden reemplazar por estudios in vitro y, de esta forma, ahorrar tiempo y recursos. Sin embargo, estos últimos contemplan una serie de pasos que merman su eficiencia, como por ejemplo el muestreo, filtrado, almacenamiento en caso de no ser analizados inmediatamente, entre otros. Ante este escenario, el análisis directo en el equipo disolutor permitiría evitar pasos intermedios y así ahorrar tiempo y recursos. En este contexto, el objetivo de esta tesis fue obtener un electrodo de carbono vítreo (GCE) modificado con nanotubos de carbono multipared (MWCNT) y nanopartículas de oro (AuNPs), que permitan desarrollar metodologías electro analíticas sensibles y selectivas para evaluar la equivalencia terapéutica in vitro de paracetamol de forma directa en el aparato disolutor. Para la preparación del GCE se trabajó con diferentes metodologías para la modificación de electrodos con ambos nanomateriales. Las metodologías consideraron en una primera etapa, la modificación de la superficie GCE con MWCNT mediante drop casting y luego la incorporación de nanopartículas de oro, que se realizó mediante electrodeposición por medio de voltamperometría cíclica. Los resultados obtenidos permiten concluir que se obtuvo la modificación con la presencia de ambos nanomateriales. En vista de que los resultados electroquímicos no mostraron la sinergia esperada en la respuesta hacia el analito, se ensayaron y compararon otras metodologías reportadas en literatura. Independiente de la metodología de modificación, no se observó que la presencia de éstos permitiera obtener una sensibilidad mayor que con los nanomateriales por separado. La segunda parte de esta tesis comprendió la aplicación del electrodo modificado en el desarrollo de las técnicas electro analíticas para la cuantificación del principio activo. Se estudiaron dos formulaciones de paracetamol de diferentes laboratorios, las cuales fueron sometidas a un ensayo de liberación/disolución y fueron cuantificadas mediante las metodologías desarrolladas empleando voltamperometría de pulso diferencial (VPD) y amperometría directa en el equipo disolutor y comparando los resultados obtenidos con cromatografía líquida de alta eficiencia con detector UV. Se cuantificó el principio activo mediante estos 3 métodos y se construyeron los perfiles de liberación/disolución, lo que permitió establecer la equivalencia terapéutica in vitro, demostrando que las técnicas electroquímicas pueden ser empleadas en el análisis de muestras de forma directa como es la amperometría e indirecta como es la VPD.

Bioequivalence studies allow us to guarantee access to effective, safe, and low-cost drugs to population. For a group of drugs, in vivo studies can be done instead of in vitro studies, thereby saving time and resources. Nevertheless in vitro studies involve a series of steps that undermine their efficiency such as sampling, filtering and storage of samples if not immediately analyzed, and so on. Given this scenario, direct analysis on dissolution apparatus would allow us to avoid intermediate steps, thus, saving time and resources. Accordingly, the aim of this work is to obtain a glassy carbon electrode (GCE) modified with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) and gold nanoparticles (AuNPs) for the development of electroanalytical methodologies to directly assess in vitro therapeutic equivalence of paracetamol. The first part consisted in the modification of the electrode, which involved working with different methodologies for the modification of electrodes with both nanomaterials. Firstly, the GCE surface was modified with MWCNT by drop casting. Secondly, the addition of AuNPs was carried out by electrodeposition via cyclic voltammetry. Results showed that the electrode surface was modified with both nanomaterials. Since synergy between both nanomaterials was not observed, other reported methodologies of modification were tested. Regardless of the applied methodology, better sensitivity with both nanomaterials was not observed. The second part of this dissertation focuses on the application of the modified electrode in the development of electro-analytical techniques for the quantification of the active pharmaceutical ingredient (API). Two tablet formulations from different companies were studied. They were subjected to a dissolution test and analyzed by differential pulse voltammetry (DPV) and amperometry developed methodologies. Results were compared against HPLC-UV official USP methodology. Evidence showed that it was possible to quantify the API by these 3 methods which allowed us to build the dissolution profile. In vitro therapeutic equivalence was established, thereby demonstrating that electrochemical techniques can be employed in direct (amperometry) and indirect (DPV) analysis of samples.