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BIODISPONIBILIDAD dendrímeros TÓPICA OCULAR dendrímeros TÓPICA OCULAR Belén Ayuela Cepa TRABAJO FIN DE GRADO JULIO 2020 INTRODUCCIÓN conclusiones Los dendrímeros han demo ! rado ser una plataforma prometedora en la terapia o " álmica. Los e ! udios confirman que su pequeño tamaño y su alta versatilidad química permite si # etizar los grupos funcionales en superficie convirtiéndolos en polímeros útiles en los preparados oculares todo ello lleva a una mejora final de la BIODISPONIBILIDAD BIBLIOGRAFÍA + MEMORIA COMPLETA El ojo o córnea o glándulas lacrimales o conjuntiva o esclerótica o película corneal PATOLOGÍAS ASOCIADAS Glaucoma Ojo seco DMAE Cataratas Endoftalmitis A DMINISTRACIÓN TÓPICA . L IMITACIONES Y RETOS EN LA TERAPÉUTICA in ! ilación del medicame" o en la superficie del ojo = Formas de administración disoluciones, emulsiones, suspensiones, geles solubles, insertos hidrofílicos, lentes terapéuticas, pomadas, ungüentos y sistemas de cesión controlada COMODIDAD BARRERAS BARRERAS ESTÁTICAS/ BIOLÓGICAS BARRERAS METABÓLICAS BARRERAS DINÁMICAS 1% < BIODISPONIBILIDAD IMPORTANCIA DE LOS NANOSISTEMAS partículas ø<1 μ m que comprenden varios polímeros, lípidos, fosfolípidos o metales biodegradables o no biodegradables ÚNICOS por sus características fisicoquímicas, determinadas a su vez por su: TAMAÑO CARGA FORMA RIGIDEZ DENDRI ́ MEROS DENDRI ́ MEROS : CONCEPTO, ESTRUCTURA Y SU UTILIDAD EN NANOMEDICINA dendron = meros = parte Re#culado Lineal Ramificado Hiperramificación aleatoria Dendrí'co Dendrones Dendrímeros Dendrigrafts Los POLÍMEROS DENDRÍTICOS son conocidos como la cuarta clase de las arquitecturas poliméricas, y se dividen a su vez en CUATRO subclases : Poseen cavidades internas vacías, conformaciones abiertas y una CINCO e !ructuras fundame"ales a considerar Son moléculas TRIDIMENSIONALES, HIPERRAMIFICADAS, que a pesar de su gran masa molecular (1000-800.000 kDa), tienen muy BAJA POLIDISPERSIDAD. G1 G2 G3 G4 G5 G6 GRUPO FUNCIONAL NÚCLEO PUNTO DE RAMIFICACIÓN G0 - Encapsular moléculas de fármacos hidrófobos = atrapamie ! o “huésped-huésped” - Retener en la superficie fármacos hidrofílicos por i ! eracciones electro " áticas o enlaces covale ! es Necesidad de pautas de admini!ración frecuentes para lograr el efecto terapéutico comprometiendo el cumplimiento del pacie"e Una forma de facilitar la representación de estas macromoléculas es mostrando la parte interna y no modificada del dendrímero como una "bola negra" TIPOS de DENDRÍMEROS qPAMAM = poliamidoamina – G10 qPPI = poli(imina) de propileno – G5 qCARBOSILANO principales abundancia de grupos funcionales de superficie, que hacen posible: NANOPARTÍCULAS TAMAÑO COMPOSICIÓN CARACTERÍSTICAS NANOESFERAS 1-1000 nm Red polimérica sólida con una estructura tipo matriz en la cual el fármaco puede estar disperso, o ser adsorbido en la superficie de la partícula § Adecuadas para ser absorbidas por las células § Uso con polímeros bioadhesivos para administrar medicamentos a la superficie ocular § Buen uso en trastornos de retina NANOCÁPSULAS Núcleo líquido interno, donde el PA generalmente se disuelve rodeado por una membrana polimérica. El PA también puede adsorberse en la superficie de la cápsula NANOEMULSIONES <150 nm Fase oleosa y fase acuosa en combinación con tensioactivo en proporciones apropiadas para estabilizar el sistema § Sistemas termodinámicamente estables § Incorporan fármacos lipofílicos e hidrófilos § Baja viscosidad LIPOSOMAS 10 nm-10 μm Vesículas esféricas con un núcleo acuoso encerrado por bicapas de fosfolípidos concéntricos. Se forman espontáneamente cuando los fosfolípidos, que tienen una naturaleza anfifílica, se dispersan en medio acuoso § Encapsulan moléculas hidrofílicas en el núcleo y lipofílicas en las bicapas § Biocompatibles § Biodegradables § Relativamente no tóxicos DENDRÍMEROS 1-200 nm Compuestos macromoleculares formados por una serie de ramas alrededor de un núcleo central § Diferentes métodos de síntesis § Biocompatibles § Biodegradables § Relativamente no tóxicos MATERIAL Y MÉTODOS ⦿ SÍNTESIS Y PREPARACIÓN DE LOS DENDRÍMEROS ⦿ EXIGENCIAS DE LOS PREPARADOS DE ADMINISTRACIÓN TÓPICA OCULAR ⦿ VENTAJAS Y LIMITACIONES ⦿ FORMULACIONES DESARROLLADAS EN INVESTIGACIÓN nanocarriers, ocular administration, nanobiomedicine, dendrimers, eye OBJETIVOS Hacer una REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA para ju!ificar el uso de los dendrímeros en tratamie" os de enfermedades oculares. Para ello, se desarrollan SÍNTESIS E XIGENCIAS DE LOS PREPARADOS q Poseer vida media larga . q Controlar la liberación y/o distribución del fármaco. q Mejorar la penetración del fármaco por las membranas oculares. q Aislar y proteger el fármaco frente a la inactivación durante la circulación a las células objetivo. q Tener un aclaramiento bajo por la circulación sanguínea. q Ser Biocompatibles , lo más biodegradable posible y tener baja inmunogenicidad . q Tener baja toxicidad. q Lograr un suministro dirigido específico de células o tejidos. q Tener facilidad de síntesis . V ENTAJAS Y LIMITACIONES F ORMULACIONES DESARROLLADAS EN INVESTIGACIÓN RESULTADOS Y DISCUSIÓN Mucoadhesión Solubilidad Tiempo de residencia Liberación co ! rolada Permeabilidad Imitación proteínas globulares Focalización Pérdida por conducto lagrimal Efectos secundarios indeseados Síntesis laboriosa Citotoxicidad CONVERGENTE DIVERGENTE NITRATO DE PILOCARPINA Y TROPICAMIDA PAMAM (G1.5, G2-OH, G4-OH) Vandamme y Brobeck - 2005 PUERARINA PAMAM G3.5, G4, G4.5 y G5 Yao et. al - 2009 acz - CARBOSILANO Bravo-Osuna y col. - 2016

dendrímeros147.96.70.122/Web/TFG/TFG/Poster/BELEN AYUELA CEPA.pdfBravo-Osuna y col. - 2016 Title POSTER [Autoguardado] Author Belén Ayuela Cepa Created Date 20200704183726Z

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BIODISPONIBILIDAD

dendrímerosTÓPICA OCULAR

dendrímerosTÓPICA OCULAR

Belén Ayuela Cepa

TRABAJO FIN DE GRADOJULIO 2020

INTRODUCCIÓN

conclusionesLos dend r í me ros han demo! rado se r u na p l atafo rma prometedora en l a te rap i a o"á lm i ca . Los e! ud i os conf i rman que su pequeño tamaño y su a lta v ersat i l idad qu ím i ca pe rm i te s i#et i za r l os g r upos f unc i o na l es e n s upe rf i c i e conv i r t i é ndo l os en po l í me ros útiles en l os preparados oculares

todo ello lleva a una mejora final

de laBIODISPONIBILIDAD

BIBLIOGRAFÍA+ MEMORIA COMPLETA

El ojoo córneao glándulas lacrimaleso conjuntivao escleróticao película corneal

PATOLOGÍAS ASOCIADAS

GlaucomaOjo secoDMAECataratasEndoftalmitis

ADM IN IS TR A C IÓ N TÓ P IC A . LIM ITA C IO N ES Y R E TO S EN L A T E R A P ÉU T IC Ai n! i l ac ión del medicame"o en la superficie del ojo

=

Formas de administracióndisoluciones, emulsiones, suspensiones, geles solubles, insertos hidrofílicos, lentes terapéuticas, pomadas, ungüentos y sistemas de cesión controlada

COMODIDAD

B A R R E R A S

BARRERAS ESTÁTICAS/ BIOLÓGICAS

BARRERAS METABÓLICAS

BARRERAS DINÁMICAS

1%<BIODISPONIBILIDAD

IMPORTANCIA DE LOS NANOSISTEMASpar t ícu l as ø< 1 μm q u e comp re n d e n va r i os po l í m e ros , l í p i d os , fos fo l í p i d os o m eta l es b i o d e g rad ab l es o n o b i o d eg rad ab l es

Ú N I C O S por sus características fisicoquímicas, determinadas a su vez por su:

TA M A Ñ O C A R G A F O R M A R I G I D E Z

DENDRI ́MEROSDENDRI ́MEROS: CONCEPTO, ESTRUCTURA Y SU UTILIDAD EN NANOMEDICINAdendron =

meros = parte

Re#culadoLineal Ramificado

Hiperramificación aleatoria

Dendrí'co

Dendrones DendrímerosDendrigrafts

Los POL ÍMEROS DENDR ÍT I COS so n co n oc i d os como l a c u a r ta c l a se d e l a s a rq u i tect u ra s po l i m é r i ca s , y se d i v i d e n a s u vez e n CUATRO s u bc l a ses :

Poseen cavidades internas vacías, conformaciones abiertas y una

C I N C O e!ructuras fundame"ales a considerar

Son moléculas TRIDIMENSIONALES, HIPERRAMIFICADAS, que a pesar de su gran masa molecular (1000-800.000 kDa), tienen muy BAJA POLIDISPERSIDAD.

G1 G2 G3 G4 G5 G6

G R U P O F U N C I O N A L

N Ú C L E O

P U N T O D E R A M I F I C A C I Ó N

G0

- Encapsu l ar mo l écu l as de fá rmacos h i d rófobos = atrapam i e!o “ huésped-huésped ”

- R e t en er en l a superf i c i e fá rmacos h i d rof í l i cos po r i!eracc i o nes e l ectro"át i cas o en l aces cova l e!es

Necesidad de pautas de admini!ración frecuentes para lograr el efecto terapéutico comprometiendo el cumplimiento del pacie"e

Una forma de facilitar la representación de estas macromoléculas es mostrando la parte interna y no modificada del dendrímero como una "bola negra"

TIPOS de DENDRÍMEROS

qPAMAM = po l i a m i d oam i n a – G 1 0qPP I = po l i ( i m i n a ) d e p ro p i l e n o – G5qCARBOS I LANO

principales

abundancia de grupos funcionales de superficie, que hacen posible:

NANOPARTÍCULAS TAMAÑO COMPOSICIÓN CARACTERÍSTICAS

NANOESFERAS

1-1000 nm

Red polimérica sólida con unaestructura tipo matriz en la cualel fármaco puede estar disperso,o ser adsorbido en la superficiede la partícula

§ Adecuadas para ser absorbidas por las células

§ Uso con polímeros bioadhesivos para administrar medicamentos a la superficie ocular

§ Buen uso en trastornos de retina

NANOCÁPSULAS Núcleo líquido interno, donde elPA generalmente se disuelverodeado por una membranapolimérica. El PA también puedeadsorberse en la superficie de lacápsula

NANOEMULSIONES

<150 nm

Fase oleosa y fase acuosa encombinación con tensioactivo enproporciones apropiadas paraestabilizar el sistema

§ Sistemas termodinámicamente estables

§ Incorporan fármacos lipofílicos e hidrófilos

§ Baja viscosidad

LIPOSOMAS

10 nm-10 μm

Vesículas esféricas con un núcleoacuoso encerrado por bicapasde fosfolípidos concéntricos. Seforman espontáneamentecuando los fosfolípidos, quetienen una naturaleza anfifílica,se dispersan en medio acuoso

§ Encapsulan moléculas hidrofílicas en el núcleo y lipofílicas en las bicapas

§ Biocompatibles§ Biodegradables§ Relativamente no tóxicos

DENDRÍMEROS

1-200 nmCompuestos macromolecularesformados por una serie de ramasalrededor de un núcleo central

§ Diferentes métodos de síntesis§ Biocompatibles§ Biodegradables§ Relativamente no tóxicos

MATERIAL Y MÉTODOS

⦿ SÍNTESIS Y PREPARACIÓN DE LOS DENDRÍMEROS ⦿ EXIGENCIAS DE LOS PREPARADOS DE ADMINISTRACIÓN TÓPICA OCULAR ⦿ VENTAJAS Y LIMITACIONES ⦿ FORMULACIONES DESARROLLADAS EN INVESTIGACIÓN

nanocarriers, ocular administration, nanobiomedicine, dendrimers, eye

OBJETIVOSHacer una REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA para ju!ificar el uso de los dendrímeros en tratamie"os de enfermedades oculares. Para ello, se desarrollan

SÍNTESIS

EXIGENCIAS DE LOS PREPARADOSq Poseer v i d a m e d i a l a r g a .q Controlar la l i b e r a c i ó n y / o d i s t r i b u c i ó n del fármaco. q Mejorar la p e n e t r a c i ó n del fármaco por las

membranas oculares.q A i s l a r y p r o t e g e r el fármaco frente a la inactivación

durante la circulación a las células objetivo.q Tener un a c l a r a m i e n t o b a j o por la circulación

sanguínea.qSer B i o c o m p a t i b l e s , lo más b i o d e g r a d a b l e posible y

tener baja i n m u n o g e n i c i d a d .qTener b a j a t o x i c i d a d .qLograr un suministro d i r i g i d o específico de células o

tejidos. qTener f a c i l i d a d de s í n t e s i s .

V E N T A J A S Y L I M I T A C I O N E S

FORMULACIONES DESARROLLADAS EN INVESTIGACIÓN

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ✓ Mucoad hes i ó n✓ So l u b i l i d a d✓ Ti empo d e res i d e n c i a✓ L i b e ra c i ó n co! ro l a d a✓ Pe rmeab i l i d a d✓ I m i ta c i ó n p rote í n a s

g l o b u l a res✓ Foca l i za c i ó n

✗ Pé rd i d a po r co n d u cto l a g r i m a l

✗ Efectos sec u n d a r i osi n d eseados

✗ S í ntes i s l a bo r i osa✗ C i totox i c i d a d

CONVERGENTEDIVERGENTE

NITRATO DE PILOCARPINA Y TROPICAMIDA – PAMAM (G1.5, G2-OH, G4-OH)

Vandamme y Brobeck - 2005 PUERARINA – PAMAM G3.5, G4, G4.5 y G5 Yao et . a l - 2009 acz - CARBOSILANO

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