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INTRODUCCIÓN
Actualmente, una de las mayores amenazas para la salud mundial, la seguridad alimentaria y el desarrollo es la resistencia a los antibióticos. Cada vez es mayor el número de infecciones (neumonía, tuberculosis, gonorrea, salmonelosis, entre otras) cuyo tratamiento se vuelve más difícil debido a la pérdida de eficacia de los antibióticos tradicionales. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), si no se toman medidas urgentes, muchas infecciones comunes y lesiones menores volverán a ser potencialmente mortales [1].
En consecuencia, se ha prestado atención a los agentes antimicrobianos seguros, nuevos o alternativos en el campo de la quimioterapia antimicrobiana. Las infecciones tópicas de la piel ocurren con frecuencia y a menudo representan desafíos terapéuticos para los profesionales de la salud, a pesar de los numerosos agentes antimicrobianos disponibles en la actualidad.
El cobre es bien conocido por sus propiedades antimicrobianas. Se ha utilizado como algicida, germicida y fungicida durante décadas. Varios mecanismos antimicrobianos del cobre fueron propuestos en artículos recientes, incluida la formación de radicales hidroxilo, reactivos que conduce al daño de la integridad celular, la desnaturalización del ADN mediante la unión del cobre a las moléculas de proteínas, la inactivación de enzimas y la obstrucción de los grupos funcionales de proteínas por el desplazamiento de iones esenciales [2-4]. También se ha demostrado que los iones de cobre tienen actividad antimicrobiana contra Staphylococcus aureusy Candida albicans, responsables de infecciones comunes en piel [5]. Estudios previos han demostrado que las sales de zinc y cobre inactivan el virus del herpes simple tipo 1 (VHS), responsable del herpes labial, tanto in vivo como in vitro [6-9]. Otros estudios demuestran la eficacia de una sal de cobre (sulfato) en el tratamiento de la pitiriasis versicolor, una infección micótica superficial de la piel generalmente causada por especies de Malassezia [10, 11]. La pitiriasis versicolor es una de las enfermedades cutáneas más comunes en regiones tropicales y subtropicales que se caracteriza por parches y máculas escamosas finas [12].
Por otro lado, el tinidazol es utilizado ampliamente como un agente antiprotozoario, su actividad frente a microorganismos anaerobios lo hace un medicamento eficaz [13].
En esa línea, la modificación de una molécula biológicamente activa mediante la incorporación de un metal, para dar lugar a un complejo de coordinación tiene como ventaja la obtención de una molécula mejorada en aspectos tales como potencia, estabilidad, reducción de efectos secundarios o la posibilidad de una administración dirigida [14].
La investigación sobre la actividad biológica de los compuestos de coordinación derivados de imidazol con iones de metales de transición ha demostrado que la actividad citotóxica del ligando se ve reforzada por la presencia del metal. El anillo imidazólico posee múltiples sitios de unión, lo que lo hace capaz de coordinarse con una variedad de iones metálicos inorgánicos o de interactuar con moléculas orgánicas a través de enlaces no covalentes para producir medicamentos supramoleculares, que pueden tener no sólo bioactividad, sino posiblemente ejercer mecanismos de doble acción que son útiles para superar resistencias a fármacos [15, 16].
La actividad antimicrobiana del nuevo complejo ([Cu(tnz)2(NO3)2]) fue evaluada previamente frente a cepas de Escherichia Coli y Staphylococcus aureus exhibiendo una concentración mínima inhibitoria (CMI) de 1 mg/mL [17, 18].
La actividad antimicrobiana del cobre y de los compuestos imidazólicos se ha investigado durante muchos años, sin embargo, la incorporación de un compuesto de coordinación con cobre como ingrediente antimicrobiano no se ha evaluado en formulaciones tópicas. El objetivo del presente estudio fue formular una crema y crema-gel tópicos que contengan un novedoso complejo de tinidazol con cobre y evaluar sus características, estabilidad inicial al cabo de 36 meses.
PARTE EXPERIMENTAL
Elaboración de la crema y crema-gel a base del complejo
Para la elaboración de las dos formas farmacéuticas tópicas (crema y crema-gel) como formas de dosificación del compuesto se empleó una técnica tradicional, que implicó la fusión de las grasas (fase A) y el calentamiento de la fase acuosa (fase B) para su posterior homogenización. En el caso de la crema-gel se preparó una fase adicional (fase C) correspondiente al gel, posteriormente, se incorporó el complejo en la fase acuosa de forma mecánica, a una concentración de 1 %. Se tuvo en cuenta el cálculo del HLB para las formulaciones. Las diferentes proporciones de las materias primas utilizadas se muestran a continuación:
Crema-gel
Fase A: aceite mineral 1,0 %, alcohol cetílico 2,5 %, alcohol estearílico 2,5 %, monoestereato de glicerilo 3,5 %, miristato de isopropilo 2,5 %, Vitamina E 0,3 %.
Fase B: agua desionizada 59 %, conservante 0,2 %, Twen 20 2,5 %.
Fase C: carbopol 0,2 %, agua 25 %, trietanolamina (99 %) 0,2 %.
Crema
Fase A: monoestereato de glicerilo 2,2 %, alcohol cetílico 1,8 %, alcohol estearílico 1,8 %, miristato de isopropilo 2,0 %, lanolina 1,0 %. Emulgin B1 3,1 %, Emulgin B2 0,9 %.
Fase B: agua desionizada 81 %, glicerina 5,0 %, agente conservante 0,2 %, pantenol 1,0 %.
Tamaño de partícula
Para determinar tamaño de partícula se empleó un equipo Zetasizer Nano, y el procesamiento de las mediciones se llevó a cabo mediante el software Zetasizer versión 7.11.
Viscosidad
Se midió la viscosidad en un viscosímetro Brookfield modelo LVDV-II+, con aguja N.° 4. Las mediciones se realizaron por triplicado, en el tiempo inicial y transcurridos 36 meses a partir de la elaboración de las formulaciones.
Determinación de la extensibilidad
Para determinar la extensibilidad de las dos formulaciones y de una formulación comercial (con fines comparativos) se tomaron dos láminas de vidrio de 15x15 cm. Se añadieron 2 g del semisólido, pesados en balanza técnica digital, en el centro de una de las placas ubicada sobre una hoja de papel milimetrado, posteriormente, se sobrepuso cuidadosamente la otra lámina de vidrio. Transcurridos 5 minutos se determinó la distancia desde el punto de aplicación hasta donde extendió el semisólido. Se midió la extensibilidad en 4 direcciones perpendiculares entre sí [19]. Se repitió esta operación adicionando pesos sucesivos de 50, 100, 200 y 300 g colocados en el centro de la placa superior. Las mediciones se hicieron por triplicado, los resultados registrados son el promedio y se graficaron las masas (g) contra el área de extensibilidad (cm2). Se calculó el área del círculo formado aplicando la ecuación 1.
Donde: A: área (cm2), d1 y d2: diámetros perpendiculares a la circunferencia formada (cm), y E: extensibilidad del semisólido.
Medición en reómetro
Se midió para los dos semisólidos en reómetro MCR 92 Anton Paar, a dos temperaturas 25 y 35 °C, por triplicado a los 36 meses de que las formulaciones fueron elaboradas.
Diseño experimental
La presente investigación corresponde a un diseño cuasi experimental, tomando en cuenta que no se manipulan variables deliberadamente, su tendencia es cualitativa con alcance descriptivo, el propósito fue evaluar la estabilidad preliminar que presentan las dos formulaciones semisólidas (crema y crema-gel) elaboradas a base del complejo de tinidazol sintetizado. En cuanto a la recolección de datos, se tomó la media y se calculó la desviación estándar de las mediciones hechas por triplicado. Para la interpretación de los resultados hay que considerar otros factores no tenidos en cuenta.
RESULTADOS
Características organolépticas
Su determinación y observación proporcionó una primera impresión de la calidad del semisólido. Estas características se evaluaron a las formulaciones recién elaboradas, después de 24 horas y a los 15 días de la preparación, para examinar homogeneidad, textura, consistencia, color y olor. La tabla 1 muestra los resultados de la prueba organoléptica inicial para los preparados semisólidos.
En la tabla 1 se puede apreciar que la crema y la crema-gel exhibieron un aspecto homogéneo, una textura cerosa para la crema y un color verdoso aportado por el complejo a diferencia de la crema-gel que presentó una textura fluida (figura 1), se apreció un cambio de color a uno más intenso en cuanto a la crema gel una vez transcurridos los 36 meses, de otro lado, la crema conserva su color inicial.
La crema mantuvo su color y la intensidad del mismo durante el tiempo de almacenamiento. Las propiedades organolépticas se conservaron hasta el tiempo final del estudio. La crema se describe como un semisólido de aspecto uniforme, libre de grumos y arenosidad y olor característico. Por otro lado, aunque no se detectaron grumos en la crema-gel ni otros síntomas relacionados con problemas de estabilidad física, si se observó un ligero cambio de color después de 36 meses.
Las microfotografías de las formulaciones de la crema y la crema-gel con el activo incorporado se pueden apreciar en la figura 2. En la crema se observó una estructura con gotitas que corresponde a la fase oleosa, en la crema-gel estas gotas estaban ausentes, y se observó una discontinuidad, debida a la incorporación de aire durante la preparación. Se pueden observar diferencias de los semisólidos con respecto a otros preparados, en la crema se ven diferenciadas las fases acuosa y oleosa, dándole características de fluidez y la capacidad de satisfacer las exigencias fisiológicas de la piel, liberar uniformemente materias hidrosolubles y liposolubles en la piel, a diferencia de las pomadas y ungüentos que constan de una sola fase en la que se dispersa sólidos o líquidos y no fluyen con facilidad.
Viscosidad y pH
Se determinó la viscosidad y el pH de los semisólidos, para la crema se obtuvo un resultado promedio de viscosidad de 65 983 cP y para la crema gel un valor de 30 321 cP a una temperatura de 22 °C, el valor de pH para la crema fue 5,60 ±0,01, y para la crema-gel fue 6,00 ±0,01. En la segunda medición después de quince días, la viscosidad de la crema dio un valor de 65 995 cP y pH de 5,40 ±0,01, mientras que para la crema-gel el valor de viscosidad fue de 31432 cP y el pH de 5,91 ±0,01. Transcurridos los 36 meses se obtuvo una viscosidad de 66 3617 cP y 37 612 cP a una temperatura de 22 °C, y valores de pH 5,20 ±0,01 y 5,80 ±0,01 para la crema y crema-gel, respectivamente.
Extensibilidad
Se midió el aumento de superficie que experimenta cierta cantidad del semisólido cuando se somete a la acción de una serie de pesos a intervalos fijos de tiempo. Se utilizó como control un semisólido comercial de buena extensibilidad. Los resultados se muestran en la figura 3.
Después de 36 meses, los resultados de esta medida se muestran en la figura 4. El área de extensibilidad mostró un ligero decrecimiento, con variaciones en los dos últimos pesos de 4,60 y 10,45 cm2. Estos resultados fueron lógicos, ya que en las etapas iniciales ocurre la estructuración del sistema que tiene lugar de forma progresiva, lo cual se refleja en un aumento de la consistencia, expresado por la disminución del área de extensibilidad tanto para crema como la crema-gel.
Tamaño de partícula
En relación con el tamaño de partícula, se hizo la medición de la crema con y sin complejo incorporado, esta medición sirvió de criterio para hacer una aproximación a la capacidad de penetración del semisólido a través de las diferentes capas de la piel, a continuación, en la figura 5 se muestra la determinación del tamaño de partícula para la crema.
Hay dos poblaciones de partículas, como se observa en la figura 5, la primera con un tamaño de 216,5 nm y un porcentaje de 52,3 % y la segunda con 5590 nm y un porcentaje de 47,7 %, estos tamaños de partícula dieron un indicio del nivel de penetración dérmica, ya que diversos estudios señalan que existe una relación de permeación cutánea dependiente del tamaño de partícula, por ejemplo, algunos autores [20] notaron una mayor permeabilidad en piel de rata para nanopartículas de oro de 15 nm en comparación con partículas de oro de 102 y 198 nm y concluyeron que el coeficiente de permeabilidad a través de la piel era decreciente al aumentar el tamaño de partícula. Por su parte, otros autores [21], en su estudio para el uso de nanopartículas en vacunación transcutánea, informaron que las nanopartículas de 40 nm penetraron en la piel humana y entraron en la epidermis, pero no fue así para las de 750 o 1500 nm, mostrando la relación del tamaño de partículas en la absorción dérmica. Es importante tomar en cuenta este aspecto porque puede estimarse de acuerdo con el tamaño de partícula si el principio activo alcanza la circulación sistémica y así se puede evitar posibles efectos secundarios.
En esta investigación, en relación con el tamaño de partícula, esta medición se realizó después de 36 meses a los semisólidos, la determinación del tamaño de partícula para la crema fue de 347,9 nm y para la crema gel de 1004,7 nm, estos resultados sugieren que la crema sólo penetró hasta el estrato córneo, es decir, que no pasará más allá de la epidermis y evidenció la estabilidad de la crema.
Mediciones en reómetro
Se midió el flujo de los dos semisólidos a los 36 meses, a dos temperaturas 25 y 35 °C, las curvas se muestran en las figuras 6 y 7, respectivamente.
Con la curva de flujo los datos se ajustan a diferentes modelos reológicos, el modelo de Herschel-Bulkley es el que presenta el mejor ajuste y se relaciona con la ecuación 2:
Donde Y es el esfuerzo cortante, t 0 es el esfuerzo umbral, k es el índice de consistencia, g es la tasa de corte y n es el índice del comportamiento al flujo. Cuando n = 1 se trata de fluidos newtonianos, cuando n < 1 se trata de fluidos pseudoplásticos, y cuando n > 1 se tiene comportamiento reopéctico.
Los parámetros ajustados del modelo a temperatura de 25 °C son: t 0 = 1,5202 Pa, k = 7,1082, n = 6,61272, y r2 = 0,99903. Mientras que estos parámetros a 35 °C son: t 0 =3,0432 Pa, k = 2,955, n = 0,68853, y r2= 0,99884. Para el área de histéresis a las mismas temperaturas los datos arrojados son: 1386,5 Pa/s a 25 °C y 1577,1 Pa/s a 35 °C.
Las curvas de flujo se realizan en tres fases: ascenso, mantenimiento y descenso. Con la curva de ascenso se evidencia el comportamiento de flujo de la formulación, luego la de mantenimiento se realiza a la mayor frecuencia posible buscando deformar la muestra y la de descenso evidencia si la muestra es capaz de recuperar su forma o si la pierde. Los resultados de la crema-gel se muestran en las figuras 8 y 9.
Con la curva de flujo los datos se ajustan a diferentes modelos reológicos, al igual que para la crema, el modelo que mejor se ajusta es el de Herschel-Bulkley (ecuación 2). Los parámetros ajustados del modelo a 25 °C son: t 0 = 0,64822 Pa, k = 2,7165, n = 0,59642, y r2 = 0,9901. Mientras que los parámetros a 35 °C son: t 0 = 0,25793 Pa, k = 1,2762, n = 0,5768, y r2 = 0,9987. Para el área de histéresis los datos arrojados son: 1651,6 Pa/s a 25 °C y 1288,9 Pa/s a 35 °C.
DISCUSIÓN
Una vez elaborados y almacenado, los dos semisólidos conservaron sus características de homogeneidad, textura, consistencia, color y olor, el cambio en la intensidad del color observado en la crema-gel se debió a que el carácter traslúcido del gel hace que el color del complejo sobresalga. Ambas formulaciones mostraron un buen comportamiento desde el punto de vista organoléptico, cabe resaltar que la crema presenta características organolépticas agradables y por su consistencia puede aplicarse fácilmente en diferentes zonas de la piel de acuerdo con la necesidad del paciente, además, la crema posee una buena extensibilidad que permite su fácil aplicación y distribución en la zona afectada. El pH de las formulaciones se ajustó de manera que no afectara el pH natural de la piel, conservando el manto ácido que sirve como barrera protectora. El seguimiento del pH indicó que este permanece estable y no alteraría el equilibrio natural de la piel. La conservación del pH es un factor de importancia, dado que una alcalinización de la formulación podría impedir la síntesis de lípidos esenciales de la epidermis y la piel perdería agua, deshidratándose y perdiendo la función de barrera protectora. El ensayo de extensibilidad proporcionó una medida del umbral de deformación del sistema. La extensibilidad es inversamente proporcional a la consistencia del semisólido y proporcional al peso aplicado. El comportamiento de la formulación en crema, en cuanto a este parámetro, se asemejó al de la crema usada como control lo que indica que aun con la incorporación del complejo presenta una extensibilidad aceptable para este tipo de formulaciones de uso tópico que requieren buena untuosidad y distribución homogénea en la zona afectada. Este estudio evidenció la estabilidad de la crema incluso tras 36 meses de almacenamiento, sin embargo, es recomendable realizar estudios complementarios de estabilidad para esta clase de semisólidos.
