Preformulación de micropartículas de quitosano mediante diseño de experimentos

Abstract

Las micropartículas son sistemas de partículas sólidas. Se usan principalmente como sistemas de liberación modificada de fármacos, ya que están diseñadas para proteger al principio activo frente a degradación, mejora la biodisponibilidad, reduce la toxicidad y efectos secundarios. Por otro lado, la liberación modificada evita picos y caídas bruscas de concentración del fármaco en sangre y disminuye la frecuencia de administración, lo que mejora la adherencia del paciente al tratamiento. El quitosano es un polisacárido derivado de la quitina biocompatible y biodegradable, lo que significa que es bien tolerado por el cuerpo humano y se metaboliza sin causar efectos tóxicos. El objetivo de este trabajo fue desarrollar la preformulación de micropartículas de quitosano mediante un diseño de experimentos factorial 23. Las micropartículas se prepararon mediante la técnica de emulsión/evaporación donde la fase acuosa fue el quitosano en ácido acético al 1% y la fase orgánica contenía el tripolifosfato (TPP) y el tensoactivo disueltos en acetato de etilo. Se evaluaron dos tensoactivos (Tween 80 y Span 80) para obtener menor tamaño de partícula y menor variación (desviación estándar). Los parámetros críticos fueron optimizados a través del diseño de experimentos y se estudiaron 3 factores, la velocidad de homogenización (8,000- 16,000 rpm), volumen de tensoactivo (0.3-0.5 mL) y la concentración del agente reticulante (0.5-1.0 mL). Las variables de respuesta fueron el tamaño de partícula, desviación estándar, diámetro percentil 50 (D50) y diámetro percentil 90 (D90). Se observó que con Tween 80 se obtuvieron micropartículas significativamente más pequeñas (≈10 μm) y uniformes en comparación con Span 80 (≈25 μm), manteniendo, además, una menor desviación estándar. El Tween 80, al reducir la tensión interfacial y prevenir la coalescencia, permitió obtener una distribución de tamaño más estrecha. Se obtuvieron 8 formulaciones que van de tamaño desde 2.5 a 11.03 µm, con desviaciones de 2.1 a 12.09 µm. Se observó que el aumento de velocidad, el aumento de TPP y la disminución de tween 80, generaban micropartículas más pequeñas y estables. En la fase de formulación, los diagramas de Pareto y superficies de respuesta mostraron que, si bien ningún factor tuvo efecto estadísticamente significativo individualmente, la combinación de la velocidad de homogeneización de 16,000 rpm, Tween 80 a 0.3 mL y tripolifosfato (TPP) al 1% produjo los valores mínimos de tamaño de partícula, desviación estándar, D50 y D90.