LC terapéuticos para administrar fármacos: Técnicas

La técnica más sencilla para la liberación de fármacos a través de lentes de contacto terapéuticos es la inmersión en una solución. Este método, se ha aplicado en diversos estudios para incorporar medicamentos oftálmicos como antibióticos, antihistamínicos, antiinflamatorios no esteroides, corticosteroides, estimulantes lagrimales y tratamientos antiglaucoma. Aunque la mayoría de los estudios en la literatura se han sido realizados en entornos de laboratorio (in vitro), algunos autores han evaluado la retención y eficacia de diferentes fármacos en condiciones reales (in vivo), demostrando resultados más prometedores para lentes de contacto sumergidos en comparación con la aplicación tópica. Una de las desventajas de esta técnica es la imposibilidad de controlar la liberación del fármaco, ya que depende de variables como: ionización del material, contenido acuoso, espesor, etc. (1) (2) (3)

Otra estrategia son las barreras de vitamina E. Esta técnica se utiliza en lentes de contacto de hidrogel con el propósito de reducir las velocidades de liberación de los medicamentos. Implica la utilización de vitamina E, que es hidrófoba y tiene una baja hidrosolubilidad, para generar una ruta más compleja y prolongar el período de difusión de los medicamentos a través del lente de contacto. Es importante señalar que la vitamina E es completamente biocompatible. Sin embargo, el desafío consiste en sortear la naturaleza del medicamento; por ejemplo, los medicamentos hidrofílicos deben sortear esta capa para llegar a la superficie ocular, lo que alarga el proceso de difusión.
En el caso de los medicamentos hidrófobos, en cambio, tienen la capacidad de atravesar la molécula de vitamina E y llegar a la superficie ocular más rápidamente que los primeros. Esto resulta en un incremento considerable del tiempo de difusión, alcanzando hasta 400 veces para el timolol (fármaco hidrofílico) y 16 veces para la dexametasona (fármaco hidrófobo). (2)

Otra táctica consiste en la incorporación de monómeros funcionales. Este proceso altera las propiedades físicas de los hidrogeles. Esto puede lograrse mediante dos enfoques distintos. El primero implica la incorporación de compuestos iónicos durante el proceso de polimerización. De esta forma, se establecen puntos de unión sólidos entre e lente de contacto y el fármaco. En la mayoría de los casos, se modifica la ionicidad de los hidrogeles mediante la adición de derivados acrílico-vinílicos al pHEMA. Monómeros catiónicos como el cloruro de amino propil-trimetilamonio metacrílico (MAPTAC) aumentan la carga de fármacos aniónicos y retrasan su liberación. Otros compuestos como el 2-metoxietil fosfato (MOEP) o el metilmetacrilato (MMA) se utilizan para incorporar fármacos catiónicos. Mediante este método, se han preparado lentes de contacto de liberación prolongada cargadas con diversos fármacos oftálmicos, y se han llevado a cabo estudios in vitro. Esto ha prolongado el tiempo de retención del fármaco desde varias horas hasta dos meses. (1)

Para el caso de los fármacos hidrofóbicos, se utiliza el segundo enfoque de hidrogeles funcionalizados con ciclodextrinas. Las ciclodextrinas son una familia de oligosacáridos cíclicos con una cavidad hidrofóbica capaz de transportar pequeñas moléculas de fármacos. La ciclodextrina funcionalizada puede enlazarse al pHEMA mediante copolimerización asistida por acrílico/vinilo o entrecruzamiento con glicidil metacrilato (GMA). Algunos estudios in vitro han demostrado que la liberación de fármacos desde las ciclodextrinas puede extenderse desde varias horas hasta dos semanas. (1)

Otra técnica que se ha descrito en la literatura es la impresión molecular. Técnica de Impresión Molecular. Es uno de los métodos más investigados en la actualidad. Fue desarrollada por Álvarez Lorenzo y colaboradores en 2002. Este enfoque implica la síntesis del polímero que conforma el lente en presencia de la sustancia activa, es decir, el principio activo del fármaco. De esta manera, el fármaco actúa como una plantilla durante el proceso de polimerización. Inicialmente, el fármaco se mezcla con una solución de monómeros que serán parte del lente. Estos monómeros deben ser capaces de establecer enlaces covalentes reversibles, enlaces iónicos o puentes de hidrógeno con el fármaco. Posteriormente, se polimeriza del sistema resultante para luego eliminar el fármaco del polímero, generando así “huecos” o “cavidades” denominados sitios de memoria macromolecular. Estos sitios, con una estructura tridimensional, imitan los receptores del principio activo y tienen la capacidad de interactuar con las moléculas del fármaco si vuelven a entrar en contacto, aumentando de este modo la capacidad de carga del fármaco en la lente.(2)

Continuando con las estrategias, a continuación, se abordan los sistemas coloidales. Estas partículas con propiedades variadas y cargadas con medicamentos, ya sea dispersas dentro del material del lente o ancladas en su superficie mediante enlaces químicos, genera una amplia variedad de posibilidades. Entre ellas se destacan: Nanopartículas Poliméricas, liposomas, niosomas, dendrímeros, nanomicelas, nanoemulsiones, nanogeles de diamante activados por lisozima, y liposomas. Todos ellos con propiedades particulares como la capacidad de penetración corneal, la capacidad de transporte molecular, la habilidad de adherirse a la mucosa, la liberación sostenida, la capacidad de encapsulación, su afinidad para ser reservorios, en fin, las posibilidades son monumentales y en el futuro generarán especificidad de aplicación. (1) (2) (3).

Finalmente, de la lista larga de posibilidades, cabe resaltar el fluido supercrítico. Este aspecto abarca compuestos que alcanzan condiciones por encima de su punto crítico en términos de presión y temperatura. Estos solventes supercríticos tienen la capacidad de disolver tanto fármacos hidrofílicos como hidrofóbicos, facilitando su integración en la estructura de lentes de contacto blandas. Para cargar los fármacos en estos lentes, se emplea el método de inmersión, sumergiendo las lentes en una solución de fármaco y solvente en condiciones supercríticas bajo un control, o mediante la técnica de impresión molecular. (1)

Con lo anterior, se abre un universo de aplicación de la tecnología avanzada, a la distribución de fármacos en la superficie ocular y en el segmento anterior para el tratamiento de diferentes patologías que requiera una liberación controlada del principio activo, en pro de una efectividad farmacológica adecuada, y en la mejoría rápida del paciente. (ver figura 1)

Referencias

1.        1. Rykowska I, Nowak I, Nowak R. Soft contact lenses as drug delivery systems: A review. Vol. 26, Molecules. MDPI; 2021.

2.        2. Holgado MA, Anguiano-Domínguez A, Martín-Banderas L. Contact lenses as drug-delivery systems: a promising therapeutic tool. Vol. 95, Archivos de la Sociedad Espanola de Oftalmologia. Elsevier Ltd; 2020. p. 24–33.

3.        3. Zhang X, Cao X, Qi P. Therapeutic contact lenses for ophthalmic drug delivery: major challenges. Vol. 31, Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition. Taylor and Francis Inc.; 2020. p. 549–60.