ES2212728B1 - Sistema de retencion oral controlada de sustancias cationicas. - Google Patents

Sistema de retencion oral controlada de sustancias cationicas.

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Abstract

Sistema de retención oral controlada de sustancias catiónicas. La efectividad en la boca de sustancias activas depende de la retención oral que éstas presenten. La invención trata de un sistema de retención controlada en las superficies de la cavidad oral de sustancias activas catiónicas, como las composiciones de biguanida, por ejemplo, clorhexidina, consistente en la combinación del biopolímero quitosano y el ingrediente activo, obteniéndose un incremento y mantenimiento, durante un periodo prolongado, de la concentración de estas sustancias activas en las superficies de la cavidad bucal, orofaríngea, diente y saliva.

Description

Sistema de retención oral controlada de sustancias catiónicas.
Campo de la invención
La presente invención está relacionada con un método de obtención de un sistema de retención controlada de sustancias catiónicas, en base a la combinación de éstas con la sustancia polimérica de origen natural quitosano, de aplicación en la industria farmacéutica, biotecnológica y agrícola. Siendo de particular interés su aplicación para la obtención de un sistema de retención en la cavidad bucal de la bis-biguanida clorhexidina.
Antecedentes de la invención
Desde el punto de vista de la administración de fármacos en la cavidad bucal existen dos zonas fundamentales que puedan usarse para la absorción de fármacos en dicha zona: la región sublingual y la región bucal.
Un factor intrínseco al paciente a la hora de administrársele el fármaco es el flujo de saliva, ya que la mucosa bucal es lavada constantemente por un volumen de saliva que puede variar según el paciente, oscilando entre los 0,5 y los 2 litros de saliva diarios.
Este flujo abundante de saliva provoca que los fármacos tanto en disolución como en polvo sean eliminados de la boca en minutos.
Puede definirse como tiempo de residencia del fármaco al periodo de tiempo en el que el fármaco estará en contacto directo con la mucosa bucal y tendrá lugar su absorción.
La mayoría de las enfermedades periodentales tienen su origen o son agravadas por la acumulación de placa dental (Coventry, J., Griffiths, G., Scully, C., Tonetti, M., (2000): Periodontal disease, ABC of oral health, British Medical Journal, 321: 36-39).
Existen varias sustancias antimicrobianas que pueden emplearse en la higiene de la cavidad oral y todas con eficacia variable. Esta eficacia va a depender de factores como los excipientes, concentración, substantividad (término que designa a la fuerza con la que interaccionán entre sí un agente antiplaca y los sitios receptores en la cavidad bucal), duración del tratamiento y cooperación del paciente.
La clorhexidina, usada desde hace 50 años en Europa, tiene estructura de biguanida, más concretamente de bis-biguanida. Es un antimicrobiano catiónico muy ampliamente usado especialmente frente al Streptococcus mutans cariogénico por su estructura molecular dividida en una parte hidrofílica y otra hidrofóbica. Otros antimicrobianos catiónicos son: los iones metálicos, alexidina, cloruro de cetilpiridinio, hexetidina y extracto de sanguinaria.
Todos ellos actúan alterando la función de membrana celular del microorganismo, interfieren la adhesión bacteriana sobre el diente e interfieren las enzimas glicolíticas bacterianas.
En general, el lugar de retención para todos los agentes antiplaca es la mucosa bucal, y la placa, la película sobre la superficie dental y la saliva. La efectividad antiplaca de una sustancia viene dada por una combinación entre la actividad antibacteriana intrínseca y una buena retención oral del agente antiplaca (Cummins, D., Creeth, J.E. (1992): Delivery of antiplaque agents from dentifrices, gels, and mouthwashes, J. Dent. Res., 71, 7: 1439-1449).
En conjunto, la retención bucal viene determinada por la fuerza y grado de asociación del agente antiplaca con su lugar receptor y la accesibilidad de éstas zonas.
La actividad de un agente antiplaca puede reforzarse por combinación con otro agente antimicrobiano complementario y también puede incrementarse aumentando su retención en la boca lo que, por tanto, aumenta su substantividad (Figura 1).
En definitiva, la eficacia del agente antiplaca es el resultado de la liberación lenta del agente desde las superficies orales proporcionando unos niveles en saliva capaces de inhibir el crecimiento bacteriano.
Existen dos fases secuenciales que rigen la retención bucal de un agente antiplaca (Figura 2):
1) la liberación del agente desde el excipiente,
2) su subsiguiente unión a los sitios receptores.
La saliva puede intervenir entre el excipiente y el receptor o descargar directamente sobre el receptor.
La liberación depende del coeficiente de difusión del agente antiplaca desde el excipiente. Respecto a las uniones a los sitios receptores, éstas son por interacciones electroestáticas, hidrofóbicas, puentes de hidrógeno y fuerzas de Vander Wals. Ambas fases están gobernadas por una cinética de primer orden (van Ginneken C.A.M. (1977): Kinetics of drug-receptor interaction. In: van Rossum JM, editor. Kinetics of drug action. Berlin (Germany): Springer Verlag, 357-411).
Respecto a los sitios receptores, en general, un agente antiplaca se adhiere a todas las superficies dentro de la boca: diente y epitelio bucal (lengua, gingiva y mucosas).
La retención y la distribución de un agente antiplaca en la cavidad bucal están determinadas por la fuerza de la unión entre el agente antiplaca y los diferentes sitios receptores; en definitiva, por los coeficientes de asociación (K_{a}) y de disociación (K_{b}) (Figura 3).
La eliminación del agente de la boca está controlada por la fuerza de enlace (K_{a}) y el coeficiente de disociación (K_{d}) que presente en los sitios receptores (Goodson, JM. (1989): Pharmacokinetics principles controlling efficacy of oral therapy, J Dent Res 68 (Spec Iss): 1625-1632) (Figura 4).
La tasa de producción y composición de la saliva segregada son factores claves en estos equilibrios. Así la composición de la saliva influye especialmente si el agente se une a las proteínas salivares y glicoproteínas.
La cinética de eliminación de sustancias no enlazadas en la boca, sigue un modelo matemático (Dawes, C. (1983): A mathematical model of salivary clearence of sugar from the oral cavity, Caries Res., 17: 321-334). Este estudio indica que la retirada de carbohidratos en la boca cumple un proceso exponencial de dilución, seguido de ingestión, pudiéndose expresar por la Ecuación 1: C(t) = (S/V)e^{-(Ft/V)}\eqnum{(Ecuación \; 1)} donde:
t = tiempo
C(t) = concentración de carbohidratos en función del tiempo
S = cantidad de carbohidratos en la boca a tiempo cero
V = volumen de saliva en la boca
F = tasa de producción de saliva
Este modelo puede aplicarse a los datos publicados de eliminación de enjuagues en la boca a fin de determinar los perfiles cinéticos que se espera siga en un enjuague con un colutorio substantivo. Para la clorhexidina, utilizando los datos publicados por Bonesvoli, P. (1977) (Oral Pharmacology of Chlorhexidine, J. Clin. Periodontol 4: 49-65) las curvas que se estiman aparecen en la Figura 5.
A la porción de agente antiplaca que permanece en la boca tras una aplicación y que es capaz de llegar a sus lugares de acción se le denomina porción "bioactiva". Por tanto, es la acción en el tiempo de esta porción bioactiva la responsable de la acción clínica del enjuague y, conviene, por tanto, maximizarla (van der Ouderaa, F.J.G., Cummins, D., (1989): Delivery systems for agents for supra- and sub-gingival plaque control, J. Dent. Res., 68 (Spec Iss): 1617-1624).
Si el agente no se adsorbe dentro de la cavidad bucal, deberá tener suficiente potencia para manifestar su efecto en el corto espacio de tiempo que permanecerá en ella, inferior a 15 minutos (Dawes, C. (1983), citado supra).
Dos líneas de trabajo se han considerado hasta ahora en la optimización de la acción antiplaca. Una es el uso de una combinación de agentes antimicrobianos de espectros similares pero complementarios, por ejemplo, Triclosan, que actúa inespecíficamente sobre la membrana celular, y, citrato de zinc, que actúa específicamente inhibiendo enzimas ligadas a la membrana celular (Cummins, D. (1991): Zinc citrate/Triclosan: a new antiplaque system for the control of plaque and the prevention of gingivitis: short term clinical and mode of action studies, J. Clin. Periodontol. 18: 455-461).
Una segunda línea trata de usar un polímero que retenga en la mucosa bucal a un único agente antiplaca (Nabi, N., Mukerjec, C., Schmid, R., Gaffar, A., (1989): In vitro and in vivo studies on Triclosan/PVM/MA copolymer/NaF combination as an antiplaque agent, Am. J. Dent. 2 (Spec Iss): 1979-2067).
Si hablamos de una mayor duración de la actividad en los sitios de acción biológica a consecuencia de un mayor tiempo de residencia del agente en la cavidad oral, en esta situación puede hacerse predicción de una mayor acción clínica.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es una gráfica que muestra curvas hipotéticas de eliminación de agentes substantivos y no substantivos de las superficies bucales.
La Figura 2 es una representación esquemática de un modelo de liberación y eliminación de un agente antiplaca en la boca.
La Figura 3 es una representación esquemática ilustrativa de la distribución de un agente antiplaca en la boca.
La Figura 4 es una representación esquemática ilustrativa de los equilibrios de un agente antiplaca entre sus reservorios y los lugares de acción.
La Figura 5 es una gráfica que muestra las concentraciones teóricas de clorhexidina tras un enjuague en la mañana (8 a.m.) y otro antes de acostarse (8 p.m.) (Bonesvoll, P., (1977), citado supra).
La Figura 6 es una gráfica que representa la concentración (\mug/ml) de clorhexidina diclorhidrato en saliva, como una función con respecto al tiempo tras la realización de un enjuague bucal con 10 ml de una disolución de clorhexidina (1,0 mg/ml) durante 30 segundos.
La Figura 7 es una gráfica que representa la concentración de clorhexidina en saliva tras un enjuague bucal durante 30 segundos con 10 ml de una disolución de clorhexidina diclorhidrato (DCHX) al 0,1% y quitosano al 0,6% (\bullet), 0,1% (\Box), 0,3% (\Delta).
La Figura 8 es una gráfica que representa la comparación de las concentraciones obtenidas en saliva, frente al tiempo, tras un enjuague bucal de 30 segundos con 10 ml de una disolución de clorhexidina diclorhidrato al 0,1% p/v sin biopolímero [Slv 1] (\vardiamondsuit) y con quitosano 0,3% p/v (\Delta).
Descripción detallada de la descripción
Para aumentar el tiempo de residencia de estos agentes antiplaca hemos ensayado con éxito varios agentes bioadhesivos.
Un bioadhesivo es definido como una sustancia capaz de interactuar con materiales biológicos y ser retenida sobre ellos o mantenerlos juntos por un periodo de tiempo.
Aumentando el tiempo de contacto del agente antiplaca con los lugares de acción mediante el uso de formulaciones mucoadhesivas, que se unan a la mucosa oral y a otros lugares de acción, se puede mejorar la efectividad del agente antiplaca.
Así para seleccionar el polímero bioadhesivo debe considerarse si el polímero es neutro o posee carácter polar así como si el agente antiplaca es o no iónico, ya que la disolución puede depender del grado de ionización, del pH del medio y del pK_{a}.
En esta memoria se presenta una formulación de la sustancia catiónica clorhexidina diclorhidrato que posibilita prolongar en el tiempo la actividad del agente activo en la cavidad bucal mediante el uso de agente mucoadhesivo. Para ello, se optimiza una disolución acuosa de uso bucal que, formulada con polímeros bioadhesivos, es capaz de proporcionar niveles de agente activo siempre superiores a su concentración mínima inhibitoria, frente a la microbiota propia de la cavidad bucal, durante un periodo mínimo de 8 horas.
Se establece un control con una disolución acuosa compuesta de diclorhidrato de clorhexidina (DCHX) al 0,1% p/v y como formulación idónea la disolución acuosa de DCHX al 0,1% p/v con el biopolímero quitosano al 0,3% p/v por ser ésta la concentración de mucoadhesivo que proporciona una substantividad adecuada del agente activo, permaneciendo el agente en saliva en concentraciones superiores a la concentración mínima inhibitoria para los microorganismos de la cavidad bucal durante un periodo mínimo de 8 horas.
Se representan gráficamente los resultados obtenidos en la Figura 6. Dicha figura representa el perfil de eliminación del agente antiplaca en saliva y, estableciendo una comparación con los diferentes valores, para la clorhexidina base, de las Concentraciones Mínimas Inhibitorias (M.I.C.) frente a diversos microorganismos presentes en la cavidad bucal (0,5-4,0 \mug/ml, en Botelho, M.G. (2000): The minimum inhibitory concentration of oral antibacterial agents against cariogenic organisms, Microbios 103, 404: 31-41) se observa que después de las dos horas la concentración en saliva disminuye a menos de 2,2 \mug/ml de DCHX, equivalentes a 2 \mug/ml de clorhexidina base, por lo que para más del 50% de los microorganismos estudiados en la cavidad bucal representa una concentración subinhibitoria (Botelho, (2000), citado supra).
En la presente memoria se introduce la novedad de emplear un bioadhesivo con capacidad para retener el agente activo en los lugares reservorios de la cavidad bucal, con el que conseguir mantener durante más tiempo la concentración del agente en saliva por encima de su M.I.C.
Tras los ensayos con diferentes mucoadhesivos se obtuvieron los resultados deseados con el biopolímero quitosano. Mediante la utilización de concentraciones variables de éste mucoadhesivo se consigue graduar los niveles en saliva del agente activo (Figura 7).
Los resultados obtenidos nos permiten afirmar que el quitosano aumenta la retención de sustancias catiónicas como el agente antiplaca estudiado en la cavidad bucal. Concretamente, empleado al 0,3% p/v no solo parte de una concentración inicial muy superior a la obtenida con el antiséptico sólo, sino que además retiene óptimamente en el intervalo de tiempo deseado y para unas concentraciones siempre por encima de las M.I.C. del diclorhidrato de clorhexidina para los microorganismos más habituales en la cavidad bucal (>2,2 \mug/ml).
El uso de la mayor concentración de polímero activo (0,6%) ha inmovilizado proporcionalmente mayor cantidad de agente activo que las concentraciones menores, lo que provoca la disminución de la concentración en saliva para los tiempos estudiados.
La formulación de DCHX con el biopolímero quitosano al 0,3% p/v proporciona una substantividad adecuada del agente catiónico, partiendo de una concentración óptima de 0,3% p/v, permaneciendo el agente en saliva en concentraciones superiores a la concentración mínima inhibitoria para los microorganismos de la cavidad bucal, durante un periodo mínimo de 8 horas (Figura 8).

Claims (9)

1. Un sistema de retención oral controlada de sustancias catiónicas que comprende una sustancia activa catiónica y quitosano, en donde el quitosano está presente en dicho sistema en una concentración comprendida entre 0,1% y 0,6% (p/v).
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que dicha sustancia activa catiónica se selecciona entre clorhexidina, un ión metálico, alexina, cloruro de cetilpiridinio, hexetidina y extracto de sanguinaria.
3. Sistema según la reivindicación 2, en el que dicha sustancia activa catiónica es clorhexidina.
4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque es una preparación para la higiene oral.
5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque contiene clorhexidina diclorhidrato en una concentración de 0,1% p/v y quitosano en una concentración comprendida entre 0,1% y 0,6% p/v.
6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque contiene clorhexidina diclorhidrato en una concentración de 0,1% p/v y quitosano en una concentración de 0,3% p/v.
7. Empleo de quitosano en la elaboración de un sistema de retención oral controlada de sustancias catiónicas que comprende una disolución acuosa para uso oral que contiene una sustancia activa catiónica.
8. Empleo según la reivindicación 7, en el que dicha sustancia activa catiónica se selecciona entre clorhexidina, un ión metálico, alexina, cloruro de cetilpiridinio, hexetidina y extracto de sanguinaria.
9. Empleo según la reivindicación 8, en el que dicha sustancia activa catiónica es clorhexidina.
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