Liberación controlada del fármaco con impresión 3D de almidones

Investigación UPV/EHU

Los métodos habituales producen medicamentos con determinados parámetros, pero en muchos casos sin satisfacer las necesidades individuales de los pacientes. De hecho, los medicamentos suelen basarse en la dosis para adultos, por lo que los pacientes pediátricos y de edad avanzada necesitan adaptarlos a las dosis adecuadas a su edad. Por otra parte, determinados pacientes o circunstancias necesitan alternativas de formas de dosificación específicas en la administración oral de los fármacos. En un extremo están los comprimidos de desintegración rápida, que se disuelven inmediatamente al colocarlos en la lengua. Pero, en el otro, está el reto de la liberación controlada del fármaco en el tiempo; sobre todo cuando el fármaco tiene un carácter hidrófobo, es decir, cuando resulta difícil que se disuelva en agua.

En esta línea, el Grupo ‘Materiales+Tecnologías’ (GMT) de la UPV/EHU desarrolla comprimidos basados en diferentes tipos de almidón mediante impresión 3D para terapias personalizadas. Han comprobado que la liberación del fármaco puede controlarse optimizando el tipo de almidón adecuado y la forma del comprimido.

Liberación
Fuente: UPV/EHU

La impresión 3D es una tecnología que consiste en la impresión de los productos capa por capa, en la que los materiales se depositan de acuerdo con el modelo digital dado por el software de diseño informático. Siguiendo una metodología rápida y sencilla y gracias a la impresión 3D, “hemos sido capaces de preparar comprimidos basados en tres tipos de almidón —dos tipos de almidón de maíz (normal y waxy) y un tipo de almidón de patata— con diferentes geometrías y cargadas con un fármaco no soluble”, indica Kizkitza González investigadora del GMT y primera autora del nuevo trabajo.

“El material que se produce hay que introducirlo en una jeringa antes de imprimirlo. Sin embargo, antes es fundamental asegurar que el material va a ser imprimible y que una vez imprimido va a mantener su forma. Para ello, hay que realizar un análisis reológico detallado”, explica la investigadora de la UPV/EHU. Los tres tipos de almidón han mostrado propiedades reológicas apropiadas, a pesar de que en el caso del almidón de patata el proceso de impresión resultó ser más laborioso debido a sus propiedades.

Asimismo, “hemos observado la importancia que tiene el origen botánico del almidón prácticamente en todas las propiedades como son la microestructura porosa, la formación de una red estable o la liberación del fármaco. En el caso del almidón de maíz normal la liberación del fármaco es instantánea y el medicamento se libera por completo en 10 minutos; en el caso del almidón de maíz waxy y el almidón de patata la liberación se da de una forma más continua, pudiendo tardar hasta 6 horas en liberarse por completo. Además, hemos podido demostrar la importancia que tiene la geometría del comprimido en la liberación del fármaco”, indica Kizkitza González.

Por último, “también se imprimieron comprimidos que combinaban diferentes tipos de almidón. En este caso, se consigue que la liberación tenga lugar en dos etapas. Por ejemplo, en el caso de una infección, en una primera etapa, con el almidón de maíz normal se podría liberar de inmediato un medicamento para paliar el dolor, y en una segunda etapa, con cualquiera de los otros dos tipos de almidón liberar un antibiótico de forma más continua”, cuenta la investigadora de la UPV/EHU.

Kizkitza González es consciente de que este trabajo es solo una primera etapa de un largo proceso, pero asegura que “los comprimidos impresos en 3D a base de almidón obtenidos mostraron propiedades prometedoras de cara a futuras aplicaciones de liberación de fármacos personalizadas”.

Referencia:

Kizkitza González, Izaskun Larraza, Garazi Berra, Arantxa Eceiza & Nagore Gabilondo (2022) 3D printing of customized all-starch tablets with combined release kinetics International Journal of Pharmaceutics doi: 10.1016/j.ijpharm.2022.121872

Para saber más:

Prótesis biocompatibles por impresión 3D

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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