geles tópicos

Los geles tópicos son una forma farmacéutica de administración tópica de fármacos comúnmente utilizada en cosméticos y tratamientos para enfermedades de la piel debido a sus ventajas sobre las cremas y ungüentos . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Se forman a partir de una mezcla de gelificante , disolvente, fármaco activo y otros excipientes, y se pueden clasificar en organogeles e hidrogeles . ^{[ 1 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} La formulación del fármaco y los métodos de preparación dependen de las propiedades de los gelificantes, disolventes, fármaco y excipientes utilizados. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 3 ] [ 8 ]}

Un gel se refiere a la matriz tridimensional semisólida formada a partir de un sistema intercalado de partículas coloidales o la permeación de un solvente en una red de cadenas poliméricas entrelazadas. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ] [ 3 ] [ 8 ]} Los geles farmacéuticos se forman agregando un gelificante (agente gelificante) a la mezcla de solvente ^{[ 5 ] [ 6 ]} e ingrediente activo.

Los gelificantes utilizados en la formulación de geles pueden ser moléculas pequeñas de bajo peso molecular o polímeros (sintéticos, semisintéticos o naturales). ^{[ 5 ] [ 7 ]} El disolvente utilizado como medio de dispersión puede ser acuoso, orgánico, inorgánico o un sistema de diferentes disolventes. ^{[ 5 ]}

Los geles tópicos se utilizan como medio de contacto o transporte para que los fármacos activos actúen sobre ^{[ 4 ]} o a través de la piel. ^{[ 9 ]} Las moléculas del fármaco activo se entrelazan en la malla 3D del gel y se administran en el sitio de acción.

Los geles poseen ciertas propiedades especiales que los distinguen de otras formas farmacéuticas en cuanto a hinchazón, sinéresis , envejecimiento , rigidez y reología .

Los geles se pueden clasificar según diversos criterios, como la naturaleza de su fase coloidal , la naturaleza del disolvente utilizado y sus propiedades físicas.

Clasificación de la naturaleza del disolvente

Esta es la clasificación de geles más utilizada. Se clasifican en dos grupos principales según la naturaleza del disolvente: organogeles e hidrogeles.

Organogeles

Los organogeles no se utilizan con tanta frecuencia como soportes para fármacos o vacunas en comparación con otras clases de geles. ^{[ 5 ]} Esto se debe a los disolventes y gelificantes no probados o farmacéuticamente inaceptables que se utilizan habitualmente en la síntesis de organogeles. ^{[ 5 ]} Los organogeles que se utilizan farmacéuticamente incluyen geles a base de microemulsiones y geles de lecitina. ^{[ 5 ]}

Algunos fabricantes deciden utilizar organogeles como medio para la administración de fármacos debido a su potencial efecto emoliente . Algunos organogeles contienen bases compuestas de sustancias oleaginosas . ^{[ 1 ] [ 6 ]} Estas bases pueden ayudar a retener la humedad de la piel mediante la formación de una capa oclusiva en el área de aplicación. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Esta capa oclusiva atrapa la humedad, permitiendo la hidratación de la piel y proporcionando un efecto emoliente. ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 10 ]} Este efecto emoliente es particularmente útil en la formulación de geles tópicos para pacientes con piel seca e irritada. ^{[ 1 ]}

Hidrogeles

Los hidrogeles tienen un alto contenido de agua, ^{[ 7 ]} y algunos hidrogeles contienen hasta un 90 % de agua. ^{[ 5 ]} Los fármacos activos y otras sustancias dispersas como coloides o disueltas en agua pueden ser absorbidas fácilmente por los hidrogeles. ^{[ 5 ]} Los hidrogeles son biocompatibles . ^{[ 5 ] [ 7 ]} También se hinchan a un mayor volumen que los organogeles cuando entran en contacto con agua y otros líquidos naturales. ^{[ 8 ]}

Los hidrogeles pueden utilizarse como vehículos de administración de fármacos, para aplicación transdérmica , administración oftálmica de fármacos, ^{[ 11 ]} tratamiento del cáncer ^{[ 12 ]} o para apósitos para heridas . ^{[ 7 ] [ 13 ]}

Como un tipo de formulación a base de agua, los hidrogeles son generalmente menos grasosos y más fáciles de eliminar que las formulaciones a base de aceite como los organogeles. ^{[ 6 ]} Ejemplos de hidrogeles incluyen geles de [[hidróxido de aluminio|hidróxido de aluminio]] y [[magma de bentonita]] . ^{[ 1 ]}

Los fármacos administrados por vía tópica pueden actuar local o sistémicamente. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Sin embargo, las moléculas del fármaco deben primero retenerse en la capa superficial de la piel y penetrarla . ^{[ 6 ]}

La absorción del fármaco a través de la superficie de la piel es un proceso pasivo de difusión . ^{[ 1 ] [ 9 ]} La penetración cutánea del fármaco puede tener lugar por difusión pasiva directamente a través de la epidermis (a través de rutas transcelulares o intercelulares ), o absorción a través de rutas de derivación (difusión a través de los folículos pilosos y las glándulas sudoríparas ). ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 10 ]} Inicialmente, la absorción del fármaco puede tener lugar a través de la ruta transfolicular. Una vez que el fármaco alcanza un estado estacionario, la absorción transepidérmica puede reemplazar la absorción transfolicular como vía principal de absorción. ^{[ 1 ]}

La absorción de fármacos a través de la piel varía según el gradiente de concentración entre la superficie de la piel y el cuerpo, ^{[ 1 ] [ 14 ]} siendo mayor la tasa de absorción cuando el gradiente de concentración es mayor. ^{[ 6 ] [ 14 ]} La tasa de absorción de fármacos puede mantenerse constante asegurando que la concentración del fármaco en la superficie de la piel permanezca de forma consistente y sustancialmente mayor que la del cuerpo. ^{[ 1 ]}

La tasa de penetración del fármaco a través de la barrera cutánea depende de los factores fisiológicos, las propiedades fisicoquímicas del fármaco y las características del gel. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Los factores fisiológicos incluyen las propiedades de la piel, ^{[ 3 ] [ 1 ] [ 2 ]} el tamaño del área de aplicación, la frecuencia y la fuerza de aplicación. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Las propiedades fisicoquímicas del fármaco incluyen la solubilidad del fármaco, la afinidad por la piel y el metabolismo. ^{[ 3 ] [ 1 ] [ 6 ] [ 10 ]} Las características del gel incluyen la estabilidad, la actividad termodinámica y las propiedades oclusivas . ^{[ 3 ] [ 1 ] [ 10 ]}

Tras penetrar la barrera cutánea, el fármaco puede permear a través de los tejidos cutáneos más profundos y alcanzar los capilares sanguíneos de la dermis . ^{[ 6 ] [ 9 ]} Posteriormente, puede ingresar a la circulación sistémica para producir un efecto sistémico. ^{[ 1 ] [ 6 ] [ 9 ]}

La formulación de geles tópicos está determinada por factores importantes como la apariencia, el olor, la capacidad de extensión, la extrusión, la viscosidad, el pH, la textura, el potencial de contaminación microbiana y la biodisponibilidad . ^{[ 1 ]} Los componentes del vehículo deben contribuir a que la superficie de la piel sea más permeable al fármaco. ^{[ 1 ]}

Las características del gel, como la consistencia y la viscosidad, se ven afectadas por el diseño de la formulación. ^{[ 3 ]} La consistencia y la viscosidad afectan la adhesión y la retención del gel, y son importantes para asegurar que el gel se mantenga en el sitio de aplicación y la administración eficaz del fármaco. ^{[ 3 ]}

Los ingredientes de una formulación de gel tópico se pueden clasificar en cuatro tipos principales: gelificante, disolvente, fármaco y excipientes.

Excipientes

Los excipientes son materiales inertes al fármaco, que se añaden a las formas farmacéuticas para mejorar la calidad general de la misma. ^{[ 14 ]} Algunos ejemplos incluyen antioxidantes , edulcorantes , estabilizadores , agentes dispersantes , potenciadores de la penetración , tampones y conservantes . ^{[ 5 ] [ 3 ]}

Los potenciadores de la penetración son excipientes que pueden aumentar la permeabilidad de la piel. ^{[ 1 ] [ 6 ]} Muchas clases de excipientes pueden usarse como potenciadores de la penetración, como la glicerina , los sulfóxidos y análogos relacionados, las pirrolidinas , los ácidos grasos y el etanol , los tensioactivos , etc. ^{[ 1 ] [ 6 ]}

Se pueden agregar tampones para controlar el pH de geles acuosos o hidroalcohólicos. ^{[ 3 ] [ 9 ]} Ejemplos de tampones incluyen fosfato y citrato . ^{[ 3 ]}

Los conservantes son importantes por su acción antimicrobiana , ^{[ 5 ] [ 3 ]} y son especialmente importantes en la formulación de hidrogeles. ^{[ 5 ]} Ejemplos de conservantes incluyen parabenos y compuestos fenólicos . ^{[ 3 ]}

Los antioxidantes se utilizan para evitar la oxidación de los ingredientes del gel . ^{[ 3 ]} Al elegir el antioxidante a utilizar, es importante considerar la naturaleza del disolvente. ^{[ 3 ]} Dado que el disolvente de la mayoría de los geles es acuoso, se utilizan con mayor frecuencia antioxidantes hidrosolubles. ^{[ 3 ]} Algunos ejemplos comunes incluyen el metabisulfito de sodio y el formaldehído sulfoxilato de sodio. ^{[ 6 ]}

Los agentes edulcorantes solo se utilizan en geles diseñados para su uso en la cavidad bucal, como los geles dentales. ^{[ 3 ]} Algunos ejemplos son la sacarosa , el glicerol , el sorbitol y la glucosa líquida . ^{[ 3 ]}

El proceso de formación de gel implica encontrar un equilibrio entre las concentraciones del gelificante y el disolvente. ^{[ 5 ]} Al añadir un gelificante al disolvente, la mezcla permanece en estado líquido. ^{[ 5 ]} A medida que la concentración del gelificante aumenta hasta una concentración crítica determinada (punto de gelificación), se produce la gelificación por hinchamiento para formar el gel semisólido. ^{[ 5 ]} Si se aumenta aún más la concentración del gelificante más allá del punto de gelificación, aumentará la viscosidad del gel. ^{[ 5 ]}

El punto exacto de gelificación varía según las propiedades del gelificante y del disolvente, como la uniformidad de la estructura, el peso molecular del polímero y la flexibilidad de la cadena polimérica. ^{[ 5 ]}

Generalmente, los geles se preparan disolviendo primero los excipientes solubles en el disolvente. ^{[ 5 ] [ 3 ]} La solución se mezcla luego con un agitador mecánico. ^{[ 3 ]} Después, se añade lentamente el gelificante a la mezcla agitada para evitar la agregación. ^{[ 3 ]} A continuación, la mezcla se agita continuamente hasta que el polímero se disuelve y se forma gradualmente un gel. ^{[ 3 ]} Se deja reposar el gel durante uno o dos días antes de que alcance su consistencia final. ^{[ 5 ]}

El método exacto de preparación de los geles depende de las propiedades de los ingredientes de la formulación.

Los geles tópicos se utilizan comúnmente como formas farmacéuticas de liberación sostenida . ^{[ 5 ] [ 9 ]} El uso de la forma farmacéutica de liberación sostenida reduce la administración de dosis recurrentes al tiempo que mantiene los niveles de dosis sérica dentro del rango terapéutico (el rango entre la dosis mínima efectiva y la dosis mínima tóxica), mejorando así el cumplimiento del paciente . ^{[ 5 ]}

Algunos geles tópicos son de liberación rápida, son altamente absorbentes y pueden hincharse rápidamente. ^{[ 5 ]} Estos geles de liberación rápida pueden usarse para tratar trastornos agudos.

Los geles tópicos también se utilizan como lubricantes o vehículos para agentes farmacéuticos. ^{[ 5 ]} Pueden utilizarse como vehículos para diferentes propósitos, a través de diferentes vías de administración, como dental, dermatológica ^{[ 15 ]} l , ^{[ 16 ] [ 17 ]} oftálmica , ^{[ 11 ]} intranasal, vaginal, rectal y otras. ^{[ 5 ] [ 1 ] [ 2 ] [ 8 ]}

Los geles tópicos se utilizan comúnmente en cosméticos, que incluyen champús, dentífricos , formulaciones para el cuidado de la piel y el cabello y productos de fragancia, ^{[ 1 ] [ 2 ]} y pueden utilizarse para tratar la inflamación del cuero cabelludo. ^{[ 2 ]}

Los geles tópicos pueden utilizarse para administrar esteroides antiinflamatorios en el cuero cabelludo para el tratamiento de inflamaciones del cuero cabelludo. ^{[ 8 ]}

Ejemplos de geles tópicos disponibles comercialmente. ^{[ 6 ]}

La textura de los geles tópicos es menos grasosa ya que contiene una mayor proporción de agua en comparación con las cremas y ungüentos . ^{[ 3 ] [ 1 ] [ 2 ] [ 8 ]} Estos geles tienen una excelente propiedad de extensión y efecto refrescante debido a la evaporación del solvente, y también tienen un mayor tiempo de retención en la piel. ^{[ 5 ] [ 3 ] [ 1 ] [ 2 ] [ 8 ]} Los geles tópicos son más estables que las cremas y ungüentos, y pueden adherirse bien al sitio de aplicación. ^{[ 5 ] [ 2 ]} Forman una capa oclusiva en el sitio de aplicación que puede actuar como una forma de protección. ^{[ 5 ]} Se pueden lavar fácilmente y no son tóxicos debido a su composición y estructura únicas. ^{[ 5 ] [ 2 ] [ 6 ]} Tienen mínimos efectos secundarios debido a su efecto localizado. ^{[ 1 ]} Los geles tópicos son convenientes y fáciles de aplicar. ^{[ 2 ] [ 6 ]} El modo de acción tópico de los geles tópicos también es no invasivo . ^{[ 1 ] [ 6 ]} Estos factores favorables de los geles tópicos mejoran el cumplimiento y la tolerabilidad del paciente . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los procesos de formulación y fabricación de geles tópicos son relativamente más sencillos y rentables que otras formas farmacéuticas semisólidas. ^{[ 5 ] [ 1 ] [ 8 ]} El perfil de liberación del gel se puede modificar alterando las propiedades del gelificante, lo que permite la liberación continua del fármaco. ^{[ 1 ]} Los geles tópicos también son ecológicos, biocompatibles y biodegradables . ^{[ 5 ] [ 8 ]}

El fármaco puede penetrar profundamente en la piel ^{[ 2 ]} y administrarse directamente al sitio objetivo, ya que la aplicación tópica permite evitar el metabolismo de primer paso hepático . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 8 ] [ 6 ]} Se pueden minimizar las dificultades en la absorción gastrointestinal causadas por el pH, la actividad enzimática y las interacciones fármaco-alimento, evitando al mismo tiempo la irritación gastrointestinal. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 6 ]} La forma farmacéutica tópica permite una administración estable y continua del fármaco en el sitio de aplicación, ^{[ 2 ]} con una liberación más rápida que las pomadas y cremas. ^{[ 1 ]} Todo esto puede aumentar la biodisponibilidad del fármaco en el cuerpo. ^{[ 2 ]}

Puede haber floculación en algunos geles, lo que puede producir un gel inestable. ^{[ 5 ] [ 8 ]} La reología de algunos geles se altera fácilmente por factores ambientales como la temperatura y la humedad, ^{[ 5 ]} lo que resulta en requisitos de almacenamiento más estrictos. Puede ocurrir sinéresis del gel durante el almacenamiento, lo que hace que el gel se contraiga impredeciblemente o incluso se seque. ^{[ 5 ] [ 3 ]} Los gelificantes pueden precipitar y salinizar , y algunos fármacos pueden degradarse en la formulación del gel debido a los otros ingredientes presentes en la formulación. ^{[ 5 ]}

Algunos aditivos y gelificantes añadidos a la formulación pueden causar problemas de irritación, ^{[ 5 ] [ 8 ]} como irritación cutánea, dermatitis o afecciones alérgicas . ^{[ 2 ]} El mayor contenido de agua en los geles aumenta las posibilidades de ataque bacteriano o fúngico, ^{[ 5 ] [ 8 ]} lo que puede contaminar el gel, haciéndolo inadecuado para su uso. Considerando la vía de administración directa, los fármacos deben ser de tamaño muy pequeño para tener una concentración plasmática efectiva para la acción. El tamaño de partícula y otras propiedades del fármaco también pueden afectar su absorción a través de la barrera cutánea , ^{[ 2 ]} lo que resulta en un efecto poco fiable.