1109 – Estudio de las mejores condiciones de elaboración de una crema a base de tres principios activos para detectar si existen posibles interacciones

Estudio de las mejores condiciones de elaboración de una crema a base de tres principios activos para detectar si existen posibles interacciones

Ximena Campos-Segura y PhD.Eduardo Arguedas-Chaverri

Resumen

El siguiente trabajo se realizó con el fin de determinar la estabilidad de una crema compuesta por una mezcla de tres principios activos, en este caso betametasona, clotrimazol y gluconato de clorhexidina. Esto con el fin de poder evidenciar algún tipo de reacción tanto química como farmacológica, dando a entender con esto la aparición de nuevos compuestos o la inhibición del efecto de alguno de estos principios activos. Para esto se utilizaron varios métodos de análisis como lo fueron la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), la cromatografía de capa fina (TLC), cromatografía de elución por columna, espectrometría por absorción molecular ultravioleta- visible y pruebas microbiológicas. Mediante todas estas pruebas se logró demostrar que no se produjo ningún tipo de reacción o interacción entre estos principios activos.

Palabras claves: betametasona , clotrimazol, gluconato de clorhexidina, cromatografía, interacciones.

Abstract: The following work was performed in order to determine the stability of a cream composed of a mixture of three active ingredients, in this case betamethasone, clotrimazole and chlorhexidine gluconate. This in order to be able to evidence some kind of reaction both chemical and pharmacological, implying with this the appearance of new compounds or the inhibition of the effect of any of these active principles.

For this, several methods of analysis were used such as high performance liquid chromatography (HPLC), thin layer chromatography (TLC), column elution chromatography, ultraviolet-visible molecular absorption spectrometry and microbiological tests. Through all these tests it was demonstrated that there was no reaction or interaction between these active ingredients.

Key Word: betamethasone, clotrimazole, chlorhexidine gluconate, chromatography, interaction.

Introducción

Sobre la piel se aplican numerosas formulaciones de diversa naturaleza fisicoquímica, ya sea con fines terapéuticos o cosméticos. Las formulaciones líquidas son bastante frecuentes, pueden prepararse como soluciones, suspensiones o emulsiones. También se utilizan formas sólidas, entre las que se encuentran los polvos suavizantes y lubricantes y las barras o lapiceros que contienen sustancias medicamentosas. Las formas de consistencia semisólida constituyen el grupo más amplio dentro de las formulaciones de aplicación sobre la piel y diversas mucosas. (Jato, 2001).

Las pomadas constituyen un grupo de preparados farmacéuticos muy heterogéneos, caracterizados por su consistencia semisólida. Están destinadas a ser aplicadas sobre la piel o sobre ciertas mucosas con el fin de ejercer una acción local o de dar lugar a la penetración cutánea de los medicamentos que contienen. Constan de un excipiente sencillo o complejo, en cuyo seno se disuelven o se dispersan los principios activos. (Jato, 2001).

Cremas: son pomadas multifásicas constituidas por dos fases, una lipófila y otra acuosa. Hidrófobas, la base continua o externa es la fase lipófila debido a la presencia en su composición de emulgentes tipo W/O. Hidrófilas, la fase externa es de naturaleza acuosa debido a la presencia en su composición de emulgentes tipo O/W. (Jato, 2001).

Los esteroides hormonales pueden clasificarse como aquellos que ejercen importantes efectos sobre el metabolismo intermedio y la función inmunitaria (glucocorticoides), los que tienen una actividad principal de autorretención de sal (mineralocorticoides) y aquellos con actividad androgénica o estrogénica. En los seres humanos, el principal glucocorticoide es el cortisol y el mineralocorticoide más importante es la aldosterona. (Bertram G. Katzung, 2012).

La utilidad terapéutica de las hormonas de la corteza suprarrenal se extiende por casi todas las áreas de la medicina. Esto en su gran parte debido a la utilidad de los análogos de los

glucocorticoides como fármacos antiinflamatorios potentes y eficaces. Desafortunadamente, el tratamiento sistémico a largo plazo con glucocorticoides también produce una serie de efectos adversos previsibles pero no deseados. (Golan, 2012).

La betametasona es un polvo cristalino blanco, prácticamente insoluble en agua, soluble en etanol, fácilmente soluble en acetona y en cloruro de metileno. Se debe proteger de la luz y se debe conservar en envases herméticos. (Sweetman, 2008).

La betametasona pertenece al grupo farmacológico de los corticosteroides sistémicos; corticoide tópico, este generalmente se utiliza en las dermatosis inflamatorias como dermatitis seborreica o atópica, neurodermatitis, prurito anogenital, psoriasis y la fase inflamatoria de la xerosis. Se ha investigado que no es autorizado en la maduración acelerada del pulmón fetal en pacientes con trabajo de parto prematuro. (Charles F, 2011).

Los corticoesteroides pueden administrarse por distintas vías: oral, intramuscular, intravenosa o tópica. La absorción vía oral de los corticosteroides naturales es buena y la de los sintéticos depende de su estructura, aunque la mayoría absorbe bien dada su naturaleza lipídica. (P. Lorenzo, 2008).

Si se quiere alcanzar una concentración alta en la circulación sistémica y de modo rápido, se administran derivados hidrosolubles por vía intravenosa. El efecto es más prolongado si la administración es intramuscular, aunque la velocidad de absorción depende de la solubilidad del compuesto. Cuando se administran localmente también difunden bien a la circulación sistémica, de modo que si administración es crónica, puede dar lugar a efectos sistémicos. (P. Lorenzo, 2008).

Los antifúngicos azólicos o azoles son un grupo de fármacos fungistáticos sintéticos que se caracterizan por poseer un anillo imidazólico que contiene 2 o 3 nitrógenos. Basándose en esta última característica, los azoles se dividen en imidazoles y triazoles. (P. Lorenzo, 2008).

Los imidazoles y los triazoles comparten la misma actividad antimicótica y mecanismo de acción. Los triazoles sistémicos son metabolizados con más lentitud y tienen menos efectos sobre la síntesis de esterol humano que los imidazoles. Debido a estas ventajas, los nuevos congéneres que se están desarrollando son en su mayor parte triazoles. De los fármacos que en la actualidad se comercializan en Estados Unidos, son imidazoles: clotrimazol, miconazol, ketoconazol, econazol, butoconazol, oxiconazol, sertaconazol y sulconazol; son triazoles: terconazol, itraconazol, fluconazol, voriconazol, posaconazol e isavuconazol. (Bruton, 2012).

Los azoles actúan inhibiendo la enzima 14 alfa-desmetilasa, al formar un complejo del azol con una parte del citocromo P-450 del hongo. El bloqueo de esta enzima impide la conversión de lanosterol en ergosterol, que es un componente fundamental de la membrana

citoplasmática del hongo, lo que produce una alteración en la permeabilidad de dicha membrana y la acumulación de peróxidos que la dañan. (P. Lorenzo, 2008).

El clotrimazol es un imidazólico sintético eficaz frente a los hongos (tanto dermatofitos corno levaduras) y los cocos grampositivos (géneros Staphylococcus y Streptococcus spp.), que puede utilizarse como alternativa al miconazol. Se utiliza en el tratamiento de las micosis cutáneas superficiales producidas por dermatofitos o levaduras, así como las infecciones bacterianas secundarias por cocos grampositivos. Entre sus indicaciones específicas se encuentran las siguientes: tiña, intertrigo, dermatitis del pañal y paroniquia de origen candidósico, micosis del oído externo y pitiriasis versicolor. Así como en el tratamiento de la candidosis vaginal. (slaud, 1999).

Los antisépticos son sustancias químicas que se pueden aplicar sobre tejidos vivos, con la finalidad de destruir o inhibir el crecimiento de microorganismos patógenos. No tienen selectividad alguna ya que eliminan todo tipo de gérmenes. Administrados en altas concentraciones pueden ser tóxicos para los tejidos vivos. El papel de los antisépticos es el coadyuvar con los medios naturales de defensa de la piel en el control de los microorganismos patógenos responsables de las infecciones cutáneas primitivas. (Mertz PM, 1985).

En general el mecanismo de acción de los antisépticos depende de: la capacidad de coagular y precipitar proteínas, alterar las características de permeabilidad celular y toxicidad o envenenamiento de los sistemas enzimáticos de las bacterias que a su vez depende del grupo químico. Estos mecanismos pueden producir muerte o inhibición celular de las bacterias por oxidación, hidrolisis o inactivación de enzimas, con pérdida de los constituyentes celulares. (Sánchez L, 2005).

Las características deseables que debe poseer un antiséptico son: ser germicida, poseer amplio espectro, ser activo en presencia de materia orgánica, actuar de manera rápida y mantenida, no teñir los tejidos ni tener olor desagradable, no alterar el instrumental, presentar un índice terapéutico adecuado (es decir, alcanzar su actividad germicida con concentraciones con las que produzca mínimos efectos irritantes, tóxicos y alergénicos para los tejidos), no ser inflamable y tener un precio moderado. (P. Lorenzo, 2008).

La clorhexidina es una clorofenilbiguanida que presenta un espectro antimicrobiano amplio. A pH entre 5 y 8 es muy eficaz frente a bacterias grampositivas y gramnegativas. Impide la germinación de las esporas, aunque no las mata; tampoco es viricida. Su actividad disminuye algo si existen proteínas, sangre y materia orgánica. Su acción es rápida y presenta un elevado índice de adhesividad residual o permanencia en la piel, lo que favorece el mantenimiento y la duración de su actividad. (Flórez, 2014).

Se absorbe con gran dificultad a través de la piel, incluso después de muchos lavados diarios. Su toxicidad es mínima, pero se han descrito casos de sensibilidad por contacto y fotosensibilidad después del uso diario; puede teñir los dientes cuando se usa de manera constante para enjuagar la boca. Si penetra en el organismo en cantidad suficiente, provoca excitación del SNC, seguida de depresión. (Flórez, 2014).

Se utiliza como antiséptico el digluconato de clorhexidina hidrosoluble en formulaciones hidrófilas. Tiene actividad contra bacterias vegetativas y micobacterias y una actividad moderada contra hongos y virus. Se adsorbe intensamente en las membranas bacterianas y produce filtración de moléculas pequeñas y precipitación de proteínas citoplásmicas. El gluconato de clorhexidina tiene una acción más lenta que los alcoholes, pero a causa de su consistencia tiene una actividad residual cuando se utiliza en forma repetida, hasta ocasionar una acción bactericida equivalente a la de los alcoholes. (Bertram G. Katzung, 2012).

Materiales y métodos

Betametasona valerato

Clotrimazol

Gluconato de clorhexidina 20%

PHmetro

Lámpara UV

Motor para flujo continuo

Espectrofotómetro UV

HPLC

Reactivos

Agua Destilada

Fosfato de potasio dibásico

Ácido fosfórico

Metanol

Etanol

Diclorometano

Éter

Hexano

Acetato de etilo

Acetona

Acetonitrilo

Cetiol

Tween 20

Glicerina

Metilparabeno

Propilparabeno

Métodos

Elaboración de la matriz #1

Inicialmente se hizo el pesaje de los principios activos en un beaker para generar 200g de crema, betametasona 0.2g, clotrimazol 2g y gluconato de clorhexidina 40g. Se procedió a adicionar una cantidad suficiente de etanol para disolverlos. Se introdujo dicha muestra al ultrasónico por 15 min para facilitar la disolución de la muestra. Seguidamente se pesaron 0.30g de metilparabeno y 0.1g de propilparabeno en otro beaker para disolverlos en 20g de glicerina utilizando calor y agitación constante. Se agregaron 48g de cetiol y 20g tween 20 a la mezcla anterior. Se adicionó esta mezcla a los principios activos anteriormente mencionados y 101.4 ml de agua destilada. Se hizo la rotulación indicada para evitar pérdidas o confusiones.

Preparación muestras para HPLC

Preparación fase móvil: se preparó una disolución de 2,17g de fosfato de potasio dibásico en agua destilada, hasta producir 500ml de solución, se ajustó el a pH 4,8 ± 0,1 con ácido fosfórico.

Preparación de la solución estándar mixto de referencia (concentración final:

clotrimazol 0,4mg/ml y betametasona 0,018mg/ml).

Se transfirió 22,5mg de betametasona exactamente pesados a un matraz aforado de 50ml, se adicionó 25ml de metanol, se sonificó por 5min, y se dejó equilibrar a temperatura ambiente, se completó el volumen con metanol y se mezcló correctamente. Se transfirió 20mg de clotrimazol exactamente pesados a otro matraz aforado de 50ml, se adicionó 20ml de metanol y 2ml de la solución estándar anterior, se completó el volumen con metanol y se mezcló correctamente.

Preparación de solución muestra (concentración final: clotrimazol 0,4mg/ml y

betametasona 0,018mg/ml).

Se transfirió 2g de la matriz exactamente pesados a un matraz aforado de 50ml, se adicionó 25ml de metanol y se sonificó por 5min, y se dejó equilibrar a temperatura ambiente, se completó el volumen con metanol y se mezcló correctamente. Se le realizaron pruebas de espectrometría por absorción molecular ultravioleta-visible a todas las muestras realizadas.

Reflujo

Se agregó 0,2g de betametasona, 0,144g de clotrimazol y 1,9ml de gluconato de clorhexidina al 20% exactamente pesado a un balón de fondo plano. Se le agregó la cantidad necesaria de etanol para su total disolución. Se sonificó por 10min para complementar la correcta disolución. Se puso la muestra anterior en reflujo por una hora. Una vez terminado el reflujo se puso la muestra al rotavapor para concentrarla. Se le realizaron varias placas cromatográficas a la muestra con diferentes disolventes:

1:1 diclorometano : etanol

Etanol

Diclorometano

Se realizaron placas con cuatro puntos que corresponden a la muestra y a los tres principios activos por separado:

1:1 diclorometano : etanol

1:2 etanol : diclorometano

Éter

1:1 éter : diclorometano

3:1 hexano : acetato de etilo

1:3 hexano : acetato de etilo

Se revelaron con luz ultravioleta.

Pruebas de cultivos para hongos (sabouraud).

Se suspendió 65 g del polvo por litro de agua destilada. Se dejó reposar 5 minutos y se mezcló hasta uniformar. Se dejó calentar agitando frecuentemente y se hirvió por 1 minuto hasta disolver. Se distribuyó y se esterilizó por 15 minutos a 118-121°C. Se mantuvo en lugar fresco, pues la exposición al calor hidroliza los componentes. Después se distribuyó en las placas. En este caso se cultivó con técnica de estría el hongo candida albicans y se le aplicó una muestra de la primera matriz y de la muestra del segundo reflujo.

Pruebas de cultivo para bacterias (Mueller Hinton).

Se suspendió 37 g del medio deshidratado en un litro de agua destilada. Se dejó embeber de 10 a 15 minutos. Se calentó con agitación frecuente y se dejó hervir durante 1 minuto. Se esterilizó a 121°C durante 15 minutos. Se dejó enfriar a 45°-50°C y se distribuyó a las cajas de Petri (o agregar los suplementos que se desee) hasta un nivel de 4 mm sobre una superficie horizontal (25-30 ml en placas de 9 cm de diámetro). En este caso se cultivó en técnica de estría un Staphylococcus (gram+) y la bacteria E.Coli (gram -) y se les aplicó una muestra de la primera matriz y de la muestra del segundo reflujo, todos se realizaron por separado.

Resultados y discusión

Tal y como se puede observar en el marco metodológico se realizaron mezclas de los tres principios activos a utilizar para ver si entre ellos existe alguna interacción química. Estas mezclas se realizaron inclusive en condiciones experimentales y en relaciones estequiométricas para ver si ellos reaccionan no necesariamente considerando la dosificación en una crema. Además se colocó en presencia de solventes y temperaturas para favorecer esa interacción química en caso de que existiera.

Una vez que se realizaron estos experimentos se efectuaron placas cromatográficas para ver si los principios activos se encontraban sin interaccionar; como sistema de referencia se tenían las placas de los principios activos antes de ponerlos en condiciones experimentales.

Figura 1. Sistema de referencia de los principios activos.

Una vez que se realizaron todos estos aspectos, las placas cromatográficas nos permiten observar que ellos se mantienen sin reaccionar.

Figura 2. Principios activos mezclados antes y después de las condiciones experimentales.

Posteriormente a manera de comprobación se realizaron pruebas de cromatografía líquida de alta resolución en las cuales también se pueden observar que los productos se mantienen en sus tiempos de retención sin perturbaciones que nos hagan pensar que ellos hayan reaccionado entre sí. A continuación se presentan los espectros de HPLC.

Figura 3. HPLC de la matriz.

Figura 4. Patrón de betametasona y clotrimazol.

Como se puede observar en la figura 3 los picos presentes en 8.43 y 13.88 representan la presencia de la betametasona y el clotrimazol respectivamente en la composición de la matriz, lo cual podemos comprobar con la figura 4 que muestra los picos de betametasona y clotrimazol de un patrón realizado. Sin embargo, en la figura 3 se muestran otros picos que nos dejaron cierta incertidumbre, por lo que se realizaron pruebas de HPLC a los parabenos y al gluconato de clorhexidina para descartar la presencia de un producto nuevo; mostrándose los siguientes resultados.

Figura 5. HPLC de parabenos (metilparabeno y propilparabeno).

Figura 6. HPLC del gluconato

Figura 7. HPLC de la matriz.

de clorhexidina.

Una vez realizadas estas pruebas se pudo comprobar que los picos en 3.05 y 4.64 correspondían al metilparabeno y al propilparabeno respectivamente.

Además se realizaron pruebas de espectrometría por absorción molecular ultravioleta- visible, mostrándose a continuación los espectros del ultravioleta.

Figura 8. Espectro ultravioleta del patrón

Figura 9. Espectro ultravioleta mixto

de betametasona.

(betametasona y clotrimazol).

Al igual que como se puede observar en los resultados de la espectrometría por absorción molecular ultravioleta-visible no se generan desplazamientos de bandas que podrían garantizar una reacción química.

Además se realizaron estudios microbiológicos, en este caso cultivos de hongos y bacterias para demostrar que los principios activos una vez mezclados no han perdido su acción farmacológica o su potencia. A continuación se muestran los cultivos.

Figura 10. Cultivo de E. Coli

Figura 11. Cultivo E. Coli con

con la matriz.

muestra del reflujo.

Figura 12. Cultivo de staphylococcus matriz.

Figura 13. Cultivo de staphylococcus con la con muestra del reflujo.

Figura 14. Cultivo de Candida albicans con matriz y muestra de reflujo.

Como se puede observar en las figuras 10, 11, 12 y 13, el antibacterial a saber el gluconato de clorhexidina mantiene su efecto farmacológico, así como en la figura 14 se puede observar que el antifúngico a saber el clotrimazol, mantiene también su efecto farmacológico, dando positivo todos los cultivos.

Conclusiones

No existen cremas en el mercado con gluconato de clorhexidina en combinación con otros principios activos.

No existen interacciones químicas entre los principios activos.

No se generan productos nuevos al realizar la mezcla.

No hay descomposición de sustancias, aun induciendo estas a condiciones experimentales.

Los principios activos son altamente solubles en metanol y etanol.

La mejor combinación de solventes para correr y generar buena separación de los principios activos en las placas cromatográficas es 1:3 hexano: acetato de etilo.

La mezcla es activa contra hongos como lo es la candida albicans.

La mezcla es activa contra bacterias gram + como lo es los staphylococcus y contra las gram – como lo es la E. coli.

Recomendaciones

1.Buscar solventes con polaridades diferentes para que el gluconato de clorhexidina pueda ser arrastrado en una placa.

2.Utilizar placas cromatográficas que no sean de sílica gel sino de alúmina básica para poder observar el desplazamiento del gluconato de clorhexidina.

3.Disponer de una cámara de estabilidad para poder ver la estabilidad de la crema a largo plazo.

4.Utilizar espectroscopia infrarroja que no se pudo realizar debido a instrumental dañado.

5.Conseguir diferentes columnas de HPLC para montar las diferentes posibilidades de mezclas a estudiar.

6.Tener cepas microbiológicas en la universidad para ampliar los análisis.

Bibliografía

Bertram G. Katzung, S. B. (2012). farmacologia básica y clínica. México: Mc Graw Hill.

Bruton, L. L. (2012). Goodman y Gilman las bases farmacológicas de la terapéutica . México : Mc Graw Hill.

Charles F, L. L. (2011). manual de prescripcion medica . inter sistemas.

Flórez, J. (2014). Farmacología Humana. españa: ELSEVIER MASSON .

Golan. (2012). principios de farmacología 3a edición. españa: lippincott Williams and Wilkins.

Jato, j. L. (2001). formas farmacéuticas . madrid: SINTESIS.

Mertz PM, M. D. (1985). occlusive wound dressings to prevent bacterial invasion and wound infeccion. Acad Dermatol.

P. Lorenzo, A. M. (2008). Velázquez Faemacología básica y clínica. madrid : panamericana. Sánchez L, S. E. (2005). antisépticos y desinfectantes . dermatología peruana.

slaud, o. m. (1999). modelo OMS de informacion sobre prescripcion de medicamentos. ginebra .

Sweetman, S. C. (2008). Martindale guia completa de consulta farmacoterapeutica . madrid: pharma editores.