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Manual de Prácticas Laboratorio de Biofarmacia
DR. GERMAN L MADRIGAL REDONDO
UNIVERSIDAD LATINA DE COSTA RICA ESCUELA DE FARMACIA 2011
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Índice Introducción ............................................................................................................................ 355 Reglas para el trabajo en el Laboratorio ....................................................................... 36 Cronograma .............................................................................................................................. 47 Práctica No 1 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 48 Introducción a la Biofarmacia ............................................................................................ 48 Práctica No 3 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 62 Determinación del log D de una Droga..................................................... ......................................................................... .................... 62 Práctica No 4 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 71 Modelo In Vitro de Absorción Percutáneo ..................................................................... 71 Práctica No 5 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 82 Modelo in vitro de Absorción Oral ..................................................... ................................................................................... .............................. 82 Utilización de un Modelo Hidráulico para Representar un Modelo Farmacéutico “in vitro” (Vía Oral) ................................................................................................................ 88
Práctica No 6 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 94 Modelo In Vitro de Liberación Percutáneo .................................................................... 94 Modelo “in vitro” de Liberación Percutánea ....................................................... ................................................................ ......... 104 ......................................................................................................... ........................................................................... .................. 110 Práctica No 7 ................................................ Modelo In Vitro de Liberación Oral ................................................................................ 110 Modelo “in vitro” de Liberación Oral .................................................. .............................................................................. ............................ 114 Práctica No 8 ................................................ ......................................................................................................... ........................................................................... .................. 120 Modelaje de la cinética de Disolución de una forma Farmacéutica Esférica . 120 Práctica No 9 ................................................ ......................................................................................................... ........................................................................... .................. 137 Perfiles de Disolución .......................................................................................................... 137 Bibliografía .................................................... ............................................................................................................. ........................................................................... .................. 149
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Índice Introducción ............................................................................................................................ 355 Reglas para el trabajo en el Laboratorio ....................................................................... 36 Cronograma .............................................................................................................................. 47 Práctica No 1 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 48 Introducción a la Biofarmacia ............................................................................................ 48 Práctica No 3 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 62 Determinación del log D de una Droga..................................................... ......................................................................... .................... 62 Práctica No 4 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 71 Modelo In Vitro de Absorción Percutáneo ..................................................................... 71 Práctica No 5 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 82 Modelo in vitro de Absorción Oral ..................................................... ................................................................................... .............................. 82 Utilización de un Modelo Hidráulico para Representar un Modelo Farmacéutico “in vitro” (Vía Oral) ................................................................................................................ 88
Práctica No 6 ................................................ ......................................................................................................... ............................................................................. .................... 94 Modelo In Vitro de Liberación Percutáneo .................................................................... 94 Modelo “in vitro” de Liberación Percutánea ....................................................... ................................................................ ......... 104 ......................................................................................................... ........................................................................... .................. 110 Práctica No 7 ................................................ Modelo In Vitro de Liberación Oral ................................................................................ 110 Modelo “in vitro” de Liberación Oral .................................................. .............................................................................. ............................ 114 Práctica No 8 ................................................ ......................................................................................................... ........................................................................... .................. 120 Modelaje de la cinética de Disolución de una forma Farmacéutica Esférica . 120 Práctica No 9 ................................................ ......................................................................................................... ........................................................................... .................. 137 Perfiles de Disolución .......................................................................................................... 137 Bibliografía .................................................... ............................................................................................................. ........................................................................... .................. 149
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INTRODUCCIÓN La presente obra es el resultado de la experiencia en la enseñanza de la Biofarmacia, Biofarmacia, el mismo está basado fundamentalmente fundamentalmente en el texto Manual Manual de Laboratorio Laboratorio de Biofarmacia Biofarmacia y Farmacocinética Farmacocinética de la Universidad Universidad de de Costa Rica escrito por el Dr. Gustavo Carazo Berrocal, Dr. José Manuel Fallas, Dra. Lorena Berrocal y Dra. Lidiette Fonseca que los autores de este texto han adquirido a través de los años, por lo cual le agradezco a ellos el haberme permitido adaptar esta obra a las necesidades de otras facultades de Farmacia del país lo que permite un desarrollo de los cursos de Farmacocinética de una forma más didáctica, y mejorar de esta forma el aprendizaje significativo de los contenidos de esta área tan importante de la Farmacia. Esta obra es una guía que que será usada en el laboratorio laboratorio y permitirá al estudiante desarrollar nuevas habilidades y destrezas, relacionar lo aprendido en la parte teórica del curso con los resultados obtenidos experimentalmente y a la vez integrar conocimientos conocimientos de los cursos requisitos para esta materia. Cada experimento tiene una discusión que ilustra los objetivos y principios teóricos en que se fundamentan y al final de cada uno se presenta un cuestionario que pretende orientar al estudiante a descubrir su capacidad de investigación, su interés en la observación del experimento y a usar la literatura científica a su disposición. Se espera que este trabajo sirva para que el estudiante en este curso tenga un mejor aprovechamiento de su tiempo y esfuerzo personal. Por lo que es conveniente que cada práctica sea conocida desde aspectos prácticos como teóricos con anticipación y que sepan corresponder a este esfuerzo aprovechando al máximo todas las facilidades de que disponen. Queremos expresar nuestro agradecimiento a los colegas, estudiantes y personal administrativo, que por su colaboración han contribuido a la culminación de este manual en especial el Dr. Gustavo Carazo Berrocal, Dr. José Manuel Fallas, Dra. Lorena Berrocal y Dra. Lidiette Fonseca, Dr. Nils Ramírez por su trabajo en la consecución de este material actualizado además de la revisión y corrección del ya existente.
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R EGLAS PARA EL TRABAJO EN EL LABORATORIO Al trabajar en un laboratorio es necesario cumplir con ciertas reglas que permiten desempeñarse con orden, eficiencia y sobre todo seguridad. Las siguientes son reglas que deben cumplirse en el curso Laboratorio de Biofarmacia: 1)
Al laboratorio debe traerse todo lo necesario para efectuar un trabajo seguro y eficiente.
2)
Las mesas, equipo de vidrio y aparatos en general deben permanecer siempre limpios y en óptimas condiciones.
3)
Los reactivos que hay en el laboratorio deben permanecer siempre acomodados en su respectivo lugar y en condiciones de luz y temperatura adecuadas.
4)
Todo recipiente que contenga reactivos debe estar etiquetado. El contenido de recipientes sin etiqueta se debe desechar.
5)
Nunca debe devolver sobrantes al recipiente original.
6)
De los frascos originales de reactivos se debe tomar estrictamente la cantidad que necesite en un beaker, pero nunca se deben introducir en estos pipetas, goteros y otros con tal fin.
7)
Sobre la mesa de trabajo sólo debe permanecer lo estrictamente necesario para la realización de la práctica.
8)
Todo material biológico (sangre, orina, jeringas, etc) debe ser autoclavado antes de desecharlo.
9)
Al concluir cada práctica de laboratorio todo el material utilizado debe quedar limpio y acomodado. Los aparatos deben apagarse y desconectarse. Las pilas deben quedar limpias y los tubos cerrados para evitar derrames de agua.
Normas de Seguridad para el Laboratorio Todos los laboratorios son escenario frecuente de accidentes, la mayoría de los cuales apenas tienen importancia. Algunos, no obstante, revisten especial gravedad. Lo que denominamos accidentes, no es algo que ocurre casualmente, sino que es ocasionado por procedimientos inadecuados o realizados sin cuidado. Si se observa cuidadosamente, las precauciones que se enumeran en este apartado evitará contratiempos y el alumno aprenderá, el hábito de adoptar medidas de seguridad, que le resultarán de un valor inestimable no solo en el laboratorio, sino también en cualquier lugar de trabajo. La regla principal indica que ante cualquier accidente, debe procederse
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1.
Manipulación de material punzo – cortante: Cuando se manipula vidrio, para introducirlo en tapones o mangueras, se debe lubricar con glicerina o agua y proteger las manos con una toalla. Las manos no deben trabajar muy próximas a materiales punzo cortantes para evitar lesiones por contacto accidental.
2.
Protección de los ojos Los ojos deben ser protegidos durante todo el periodo de laboratorio, sea o no peligroso lo que se esté haciendo. Los anteojos corrientes son aceptables pero preferiblemente utilizar los de seguridad.
3.
Precauciones generales a. Mantener los grifos del gas y del agua, cerrados cuando no se estén utilizando. Asignar un encargado de abrir y cerrar los grifos respectivos al inicio y al final de la práctica. b. Los desechos insolubles, tales como papeles de filtro, cerillas o similares, deben desecharse en las papeleras o cubos de basura, pero nunca en las pilas de desagüe. c. Mantener siempre limpia las mesas y aparatos de laboratorio. Sea limpio en su trabajo. Si salpica algo, límpielo. d. Coloque sobre la mesa de trabajo, sólo aquellos utensilios que sean indispensables para la realización de la práctica. e. Maneje cuidadosamente, con pinzas u otros utensilios, los objetos calientes y colóquelos sobre una lámina de asbestos. f. Nunca se debe trabajar sin que haya otra persona en el laboratorio. Se debe trabajar cerca de otras personas para que en caso de accidente se den cuanta rápidamente y puedan brindar ayuda. g. Lavarse con abundante agua las manos después de utilizar los reactivos o después de salpicarse con uno de ellos. h. Al determinar el olor de un compuesto conocido certificado como no tóxico, coloque el recipiente a no menos de una cuarta de la nariz y suavemente lleve con la otra mano un poco del aire que está sobre el recipiente. Inhale lentamente, si no se detecta olor alguno, puede acercar más la botella pero nunca inhale profundamente.
4.
Precauciones contra incendios a. Nunca deje el quemador encendido si no lo está usando.
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b. Debe evitarse el uso de mangas flojas o pañuelos sueltos y el cabello largo debe amarrase hacia atrás. c. El fumado se prohíbe dentro del laboratorio. d. Nunca arrojar fósforos a canales o pilas. e. Nunca dirija un tubo de ensayo o la boca de un matraz con líquidos en ebullición o material en reacción, hacia el vecino o hacia sí mismo. Puede proyectarse el contenido. f. Antes de encender el quemador, esté seguro de que no se esté manipulando disolventes en su cercanía. Los vapores orgánicos son más pesados que el aire y descienden rápidamente y sobre las mesas se pueden inflamar a varios metros de distancia. g. Se debe estar familiarizados con la localización de los extintores, mantas, aspersores de agua y otros sistemas de extinción de fuego. 5.
Como combatir el incendio e. Un fuego pequeño se puede apagar tapando la zona con una toalla húmeda. Se deben cerrar las llaves de quemadores vecinos. f. Se puede aplicar el chorro de anhídrido carbónico de un extintor en fuegos de mayor extensión, siempre que la aplicación se haga a una distancia prudente (a no menos de un metro) y no sea por disolventes inflamables. g. En caso de que se encienda la ropa de una persona, se debe cubrir con una toalla húmeda, envolver con una manta apropiada mientras tanto y si no se extinguió el fuego, se la puede trasladar bajo la ducha de agua.
6.
Primeros auxilios a. Cortaduras Lavar la herida con abundante agua fría y aplicar un vendaje antiséptico. b. Quemaduras Las quemaduras causadas en la piel por agentes químicos se tratarán según la naturaleza de los mismos, por lo tanto si son de: NATURALEZA ÁCIDA, luego de lavar con abundante agua, se debe aplicar una pasta de bicarbonato de sodio y agua, dejarla unos minutos sobre la piel y lavar con agua NATURALEZA BÁSICA, luego de lavar con agua en abundancia, se debe aplicar una solución al 1% de ácido bórico y después con agua nuevamente. Aplicar finalmente unas gotas de aceite de oliva estéril, que contenga 1% de para-aminobenzoato de etilo. Para esterilizar el aceite se
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habrá calentado previamente a 110° C y se tendrá guardado en condiciones asépticas. c. Quemaduras extensas Aplicar sobre la parte afectada una crema de sulfanilamida, jalea de violeta cristal de genciana o de sulfadiazina de plata, o una solución de ácido tánico al 5%. Si el caso lo requiere, acostar al accidentado, abrigarlo y suministrarle una bebida caliente. d. Incendio en la ropa Hacer rodar a la víctima por el suelo. De ninguna manera que corra. Cubrir inmediatamente con una toalla o una manta la parte que está ardiendo. El extintor de dióxido de carbono puede ser muy útil. e. Salpicadura en los ojos por ácidos o bases Aplicar agua en abundancia sobre la parte afectada. Si es de carácter ácida, aplicar una solución diluida de bicarbonato de sodio y después nuevamente agua en abundancia. Si es de carácter básico, una solución de ácido bórico y agua en gran cantidad. f. Para cristales que se hayan introducido en los ojos Si no se pueden extraer fácilmente, hacer que el ojo se mantenga constantemente abierto, sujetando los párpados hasta la llegada del médico.
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UNIVERSIDAD LATINA DE COSTA RICA CARRERA DE FARMACIA PROPUESTA PROGRAMÁTICA CURSO: BIOFARMACIA TEORIA y LABORATORIO CÓDIGO: FCRÉDITOS: PERÍODO : II CUATRIMESTRE AÑO: 2011 HORAS TOTALES: 135 HORAS HORAS LAB: 60 HORAS HORAS TEORIA: 75 HORAS REQUISITOS: DOCENTES: DRA. LORENA BERROCAL B. DR. GERMAN MADRIGAL R. DR. ROLANDO VARGAS Z TIPO CURSO: COLEGIADO DESCRIPCIÓN DEL CURSO El curso de Biofarmacia (F - ) es un curso teórico, complemento del curso práctico de Laboratorio de Biofarmacia y se encuentra ubicado en el cuatrimestre del plan de estudios de la Licenciatura en Farmacia de la UNIVERSIDAD LATINA DE COSTA RICA. Se imparte en 5 horas teóricas y 4 horas prácticas y/o laboratorio semanales. Para lograr un máximo aprovechamiento del mismo, se requiere de conocimientos básicos adquiridos en los cursos de Matemática, Histología, Bioquímica, Fisiología, Físico Farmacia y Biofarmacia. En el curso de Farmacocinética el estudiante aplicará aspectos biofarmacéuticos y estudiará mediante un análisis cuantitativo la relación cuerpo fármaco. Esto le permitirá resolver problemas relacionados con la administración de los medicamentos y comprender el comportamiento de los mismos en el organismo al involucrarse en su estudio la cinética de absorción de los fármacos, su distribución y eliminación. El curso se iniciará con un repaso de conceptos básicos de Fisiología y continurá con la explicación de cada uno de los puntos que intervienen en el sistema LADME, dando énfasis en la Liberación y absorción de fármacos por diferentes vías, así como en su metabolismo, excreción y distribución. OBJETIVO GENERAL Familiarizar al estudiante con la utilización de los modelos matemáticos que permitan entender y describir el destino de los medicamentos en el organismo después de ser administrados por diferentes vías, así como resaltar la importancia del estudio y desarrollo de la Biofarmacia como campo del profesional en Farmacia en su búsqueda por lograr una mejor utilización de los medicamentos.
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Conocer e identificar los factores que pueden modificar los procesos Biofarmacéuticos de un fármaco como son: factores fisiológicos, procesos patológicos e interacción con medicamentos administrados conjuntamente. 2. Conocer, comprender y manejar matemáticamente los procesos de liberación, absorción, distribución, metabolismo y excreción. 3. Conocer, entender e identificar el comportamiento Biofarmacéutico de algunos fármacos y sus implicaciones terapéuticas. METODOLOGÍA. En este curso se utilizará la exposición magistral y material audiovisual para el planteamiento de los diferentes temas y la resolución de problemas y casos clínicos. Se estimulará la participación activa de los estudiantes dejando material de lectura y asignaciones de investigación que podrán ser evaluadas en forma oral o escrita a criterio del profesor en cada sesión teórica. Además se programarán sesiones experimentales y virtuales de laboratorio así como sesiones para la discusión de artículos científicos que ilustren los temas planteados en la teoría. Se le facilitará al estudiante prácticas elaboradas con ejemplos que ilustren los tópicos cubiertos en los diferentes temas y que le permitan evacuar las dudas que tengan en cuanto a la materia cubierta en cada sesión teórica, así como de un protocolo de laboratorio, reactivos y el equipo e instrucción correspondiente para cada sesión experimental. CRITERIOS DE EVALUACIÓN La nota final para aprobar el curso tendrá un valor de 70 y se obtendrá con un 75% de la evaluación del curso teórico de Farmacocinética y el 25% del curso práctico o Laboratorio correspondiente. A su vez para evaluar y obtener el 75% del total de la nota final, se realizarán exámenes cortos, tareas o trabajos de investigación, dos exámenes parciales y un examen final cuya ponderación será la siguiente: Exámenes cortos Tareas o Trabajos de Investigación I Examen parcial II Examen parcial Examen Final Total
10% 10% 25 % 25 % 30 % ________________ 100%
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LABORATORIO DE BIOFARMACIA DURACIÓN: 60 Horas dividido en sesiones de 4 horas por 15 semanas. DOCENTES: DR.GERMAN L MADRIGAL REDONDO DR. ROLANDO VARGAS ZÙÑIGA DRA. LORENA BERROCAL BARRANTES TIPO CURSO: COLEGIADO DESCRIPCIÓN DEL CURSO: El curso de laboratorio de Biofarmacia es complemente del curso teórico de Biofarmacia y busca desarrollar las habilidades prácticas del estudio de la Biofarmacia y Farmacocinética mediante, prácticas de laboratorio, prácticas virtuales de laboratorio, uso de software, desarrollo de ejercicios, resolución de problemas, análisis de casos clínicos, artículos científicos o material científico relevante, discusión de casos y otras formas que complementen el desarrollo teórico. Para el aprovechamiento del curso el estudiante debe tener claro los conocimientos previos de matemática, biología, fisiología, anatomía, histología, química general, química orgánica, fisicofarmacia, y otros curos relacionados.. Especialmente debe tener claros los conceptos de ecuaciones diferenciales, cinética química y fisiología para poder entender con claridad los conceptos del curso. OBJETIVO GENERAL Familiarizar al estudiante con las principales aplicaciones del Sistema LADME que permitan entender y describir el destino de los medicamentos en el organismo mediante el uso de actividades como prácticas de laboratorio, prácticas virtuales de laboratorio, software, estudio de casos, estudio de casos clínicos, artículos de revista, revisiones y otro material científico, así como resolución de problemas o ejercicios, discusiones de grupo, entre otros, para resaltar la importancia del estudio y desarrollo de la farmacocinética como campo del profesional en farmacia en su búsqueda para lograr una mejor utilización de los medicamentos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Realizar actividades que le permitan al estudiante entender el destino de los medicamentos en el organismo, mediante prácticas de laboratorio prácticas virtuales de laboratorio, software, estudio de casos, estudio de casos clínicos, artículos de revista, revisiones y otro material científico, así como resolución de problemas o ejercicios, discusiones de grupo, entre otros, para resaltar la importancia del estudio y desarrollo de la Biofarmacia como campo del profesional en farmacia en su búsqueda para lograr una mejor utilización de los medicamentos Conocer y describir el Sistema LADME que le permitan al estudiante entender el destino de los medicamentos en el organismo, mediante prácticas de laboratorio prácticas virtuales de laboratorio, software, estudio de casos, estudio de casos clínicos, artículos de revista, revisiones y otro material científico, así como resolución de problemas o ejercicios, discusiones de grupo, entre otros, para resaltar la importancia del estudio y desarrollo de la Biofarmacia como campo del profesional en farmacia en su búsqueda para lograr una mejor utilización de los medicamentos.
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Entender y comprender el diseño del Sistema LADME que le permitan al estudiante entender el destino de los medicamentos en el organismo, mediante prácticas de laboratorio prácticas virtuales de laboratorio, software, estudio de casos, estudio de casos clínicos, artículos de revista, revisiones y otro material científico, así como resolución de problemas o ejercicios, discusiones de grupo, entre otros, para resaltar la importancia del estudio y desarrollo de la Biofarmacia como campo del profesional en farmacia en su búsqueda para lograr una mejor utilización de los medicamentos. CONTENIDOS DEL CURSO PROGRAMA TENTATIVO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO El orden y contenido de las prácticas de laboratorio puede variar para adaptarse al aprendizaje de los estudiantes, los recursos materiales disponibles, y el avance de los contenidos del curso teórico: Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Contenido Presentación del Curso Laboratorio Virtual Introducción Biofarmacia Sistema LADME y Formas de Dosificación Práctica Determinación del log P de una Droga Práctica Determinación del Log D de una Droga Práctica Modelo de Absorción Percutánea In vitro Práctica Modelo Absorción Oral in vitro Práctica Modelo de Sistemas de Liberación Percutánea parte 1 Práctica Modelo de Sistemas de Liberación percutánea parte 2 Práctica Modelo de Sistemas de Liberación oral parte 1 Práctica Modelo de Sistemas de Liberación oral parte 2 Práctica Determinación de la cinética de Disolución de una forma de dosificación
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Práctica Perfiles de Disolución parte 1 Práctica Modelo Perfiles de Disolución parte 2 Práctica Perfiles de Disolución parte 3
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Exposiciones Examen Laboratorio
METODOLOGÍA: En este curso se utilizarán diferentes técnicas para desarrollar los contenidos del curso, entre las actividades a realizar están prácticas de laboratorio prácticas virtuales de laboratorio, software, estudio de casos, estudio de casos clínicos, artículos de revista, revisiones y otro material científico, así como resolución de problemas o ejercicios, discusiones de grupo, entre otros.
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Igualmente el estudiante realizará una exposición de manera grupal o individual, a escogencia del profesor, y del número de estudiantes del grupo de laboratorio sobre temas selectos de farmacocinética, que le serán útiles para cumplir los objetivos del curso teórico y de laboratorio. Para la realización de la exposición el estudiante en la sesión de laboratorio correspondiente realizará la presentación de forma oral frente a sus compañeros y el, o los docentes del curso. El estudiante debe exponer la presentación de la forma más innovadora posible y debe tener una duración mínima de media hora, además debe presentar un resumen original del trabajo de al menos tres páginas donde describa la información recolectada (este debe compartirse con los compañeros del grupo), incluyendo las fuentes de información consultadas. Finalmente debe adjuntar al trabajo tres artículos científicos recientes sobre el tema en cuestión (estos solo deben entregarse al profesor del curso). Aspectos relacionados con el laboratorio a) Es requisito realizar las prácticas de laboratorio para aprobar el curso, el laboratorio no es opcional. El estudiante que no se presente a una sesión de laboratorio sin justificación perderá automáticamente el curso, tanto teórico como el de laboratorio. Es requisito presentar el pre-reporte de la práctica de la semana en cuestión, y el reporte completo de la sesión anterior para poder ingresar al laboratorio de no presentarlos el estudiante no podrá ingresar , y se tomará como si no se presentará al laboratorio sin justificación alguna y por tanto perderá automáticamente el curso. b) La entrada al laboratorio será a la hora establecida en el programa. Se darán 10 minutos de tiempo y luego se procederá a cerrar las puertas y el estudiante no podrá realizar la práctica. Si existiera una justificación de peso para la llegada tardía podrá reponer el laboratorio en el horario que se le indique, si el profesor del curso considera que la justificación es válida. c) Una vez iniciada la práctica, si el estudiante requiere salir, debe solicitar permiso al respectivo profesor o en su ausencia al asistente del grupo (no debe salir sin autorización y sin un motivo justificado) d) El estudiante que no asista a una práctica de laboratorio deberá justificarla ante el profesor, antes de que se lleve a cabo la práctica, el cual le indicará cuando debe reponerla. No se permitirá la salida de ningún estudiante antes de la conclusión de la práctica. Si hubiese terminado la práctica correspondiente, procederá a iniciar la elaboración de su reporte dentro del laboratorio. e) Al finalizar cada sesión práctica de laboratorio y antes de que el estudiante abandone el laboratorio se hará una sesión de discusión sobre los resultados obtenidos con el fin de que el profesor pueda darse cuenta si los conceptos teóricos quedaron claros y permita que el estudiante sugiera en caso de no haber obtenido los resultados esperados, posibles fuentes de error y como corregirlas. f) La evaluación de reportes busca evaluar otros aspectos relacionados con el trabajo de laboratorio, tales como la puntualidad en la entrega, presentación y contenido global de los mismos. Estos se entregarán para su revisión a más tardar una semana después de la realización de la práctica correspondiente. El docente brindará las instrucciones necesarias para la elaboración de dichos reportes. El reporte debidamente corregido será devuelto 10 días después de su entrega. Por cada día de atraso en la entrega del reporte se rebajarán 30 puntos a la nota total del respectivo reporte. g) Para trabajar en el laboratorio se requiere traer: Gabacha, paño de limpieza, marcador, papel semilogarítmico y milimétrico, jabón líquido o detergente, papel
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toalla, etiquetas, pera. Se exigirá utilizar en todas las prácticas anteojos de seguridad y mascarillas cuando sea necesario OBLIGACIONES DEL ESTUDIANTE: 1. Conocer y cumplir con las reglas mínimas de seguridad en el laboratorio, las cuáles se incorporaran como un documento del manual del laboratorio. Estas normas de seguridad podrán ser parte de la evaluación del curso en cualquier momento. 2. Al finalizar la práctica debe almacenar los reactivos que utilizó acomodados en su respectivo lugar. 3. Trabajar ordenado y al finalizar dejar las mesas limpias. 4. Debe verificar que antes de salir del laboratorio los aparatos eléctricos estén desconectados los aparatos eléctricos utilizados 5. Debe realizar el trabajo de forma ordenada en los fregaderos, deben evitarse los derrames de agua y deben quedar limpios y ordenados. 6. Es responsabilidad del estudiante verificar que los instrumentos y equipos estén lavados antes de utilizarlos y luego lavarlos y secarlos muy bien, todo el material que utilizó en la práctica y entregarlo en perfectas condiciones al asistente. 7. Al realizar las prácticas debe ser comedido con el uso de reactivos y no desperdiciar los reactivos. CRITERIOS DE EVALUACIÓN: 1 Examen Final........................................ 40% Trabajo de investigación ………………20% Reportes ………………………………... 40% Total ……………………………………… 100% Contenido del Reporte Los reportes de los laboratorios o prácticas virtuales es la impresión de las actividades realizadas en papel, así como la resolución de los ejercicios, o cuestionarios que adjunte el profesor al momento de realizar la práctica dichas prácticas deben realizarse en el laboratorio. Los reportes de las prácticas de laboratorio son realizados a manuscrita y constan de las siguientes partes: Partes Generales: Curso y Universidad Título de la práctica Fecha de Realización: Nombre del estudiante Carné Profesor Nota Obtenida Estas partes son obligatorias aunque no poseen un valor propio de no presentarse alguna el Reporte perderá automáticamente un valor del 20% sobre la nota final. Prereporte: Es un resumen de los procedimientos a realizar en el laboratorio debe estar escrita en la libreta de laboratorio, la cual debe tener numeradas las páginas ,
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debe incluir un esquema del procedimiento, la tabla de las constantes fisicoquímicas de los reactivos a utilizar: Nombre, peso molecular, fórmula , punto de fusión, punto de ebullición, solubilidad, densidad, toxicidad ( frases R y S). También debe incluir las precauciones especiales y los manejos o cuidados en la práctica. El pre-reporte incluye las observaciones hechas durante la práctica. 10% Cuestionario: Preguntas hechas en la práctica de laboratorio, o que se adjuntan antes o en el momento de realizar la misma, Debe presentarse en hoja parte .20% Resultados: Son las tablas y gráficos con los resultados de la práctica En este apartado se descontará los errores cometidos por el estudiante durante la realización de la práctica hoja aparte. 35% Discusión y Conclusiones; Fundamentada: La discusión de los resultados de la práctica fundamentada con referencias bibliográficas científicas validadas y reales, sobre la comprobación o no de lo esperado en la práctica de laboratorio. Debe incluir la bibliografía en caso de no incluirla se obtendrá un cero en este apartado. Debe incluir las conclusiones dela práctica. Hoja aparte 35% BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA 1. -Aiache, J.M. Biofarmacia. Traducido de la Segunda Edición Edit, El Manual Moderno, México, D.F. 1983. 2. -Gibaldi, Milo: Biopharmaceutics and Clinical Pharmacokinetics., 2ª Edición. Lea & Febiger. Philadelphia. 3.-Gibaldi, Milo and Donald Perrier. Farmacocinética. 1ª Edición en Español, Editorial Reverte, España, 1970. 4.-Swarbrick James. Current Contents in the Pharmaceutical Sciences Biopharmaceutics. Lea & Febiger. Philadelphia, 1970. 5.-Rowland, M.; Toger, T. Clinical Pharmacokinetics. Concepts and Applications. Lea & Febiger. Philadelphia, 1980. 6.-Shargel, L. YU A. Applied Bipharmaceutics and Pharmacokinetics, 5ª Edición, Appleton-Century Crofts/Nor walk. Connecticut, 2005. 7.-Cid Cárcamo Edison. Cinética de Disolución de Medicamentos. Secretaria Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico. Washington, D.C. 1981. 8- Glosario de Términos especializados para la evaluación de medicamentos. Organización Panamericana de la Salud, Washington, D.C. 1990. 9- Aulton, Michael,E. Pharmaceutics The Science of Dorage Form Design,. Churchill Livinsgtone, Londres, Gran Bretaña,2008. 10-Berrocal, Lorena; Fonseca, Lidiette. Farmacocinética,. Editorial Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2011. 11-Berrocal, Lorena; Fonseca, Lidiette, Carazo Gustavo, Fallas , José Manuel. Manual de Prácticas de Laboratorio de Biofarmacia y Farmacocinética,. Facultad de Farmacia Universidad de Costa Rica, San José, Costa Rica, 2011. 12-Domeech,J ;Martínez , J Pla Delfina, J. Biofarmacia y Farmacocinética , Vol1 Farmacocinética , Editorial Sintésis, Madrid , España, 1997. 13- Sinko, Patrick. Martin´s Physical Pharmacy: Physical Chemical Principles in the Pharmaceutical Science. Sexta edición. Lippincott Williams & Wilkins, Filadelfia,Estados Unidos de América 2011 Material y textos seleccionados y recomendados por el profesor.
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CRONOGRAMA Semana
Actividad / Práctica Laboratorio
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Presentación del Curso Laboratorio Virtual introducción Biofarmacia Sistema LADME y Formas de Dosificación Práctica Determinación del log P de una Droga Práctica Determinación del Log D de una Droga Práctica Modelo de Absorción Percutánea In vitro Práctica Modelo Absorción Oral in vitro Práctica Modelo de Sistemas de Liberación Percutánea parte 1 Práctica Modelo de Sistemas de Liberación percutánea parte 2 Práctica Modelo de Sistemas de Liberación oral parte 1 Práctica Modelo de Sistemas de Liberación oral parte 2 Práctica Determinación de la cinética de Disolución de una forma de dosificación
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Práctica Perfiles de Disolución parte 1 Práctica Modelo Perfiles de Disolución parte 2 Práctica Perfiles de Disolución parte 3 Exposiciones Examen
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PRÁCTICA NO 1 LABORATORIO VIRTUAL Introducción a la Biofarmacia Sistema LADME y Formas de Dosificación Objetivo General: Conocer la importancia del estudio de la Biofarmacia para la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Comprender la definición de Biofarmacia para poder aplicar este concepto para determinar los procesos que lleva el fármaco en el organismo mediante el uso de herramientas modernas. Entender el tránsito que tiene el principio activo dentro del cuerpo humano para poder aplicar estos conceptos en el cálculo de parámetros Biofarmacéuticos mediante el uso de herramientas modernas. Justificación Existen varia definiciones que datan desde 1961 cuando Wagner dio su primera definición. Sin embargo la más usada es: Biofarmacia es el estudio de los factores que influyen la “Biodisponibilidad” de
un fármaco en el hombre y los animales y el uso de esta información para optimizar la actividad famacológica o terapéutica de la forma farmacéutica en la aplicación clínica. O sea estudia la variabilidad de la respuesta farmacológica en función de la forma farmacéutica. No estudia la respuesta farmacológica. De modo que la Biofarmacia incluye el estudio de:
1. Todos los factores físico - químicos que influyen en la administración de los fármacos bajo deferentes formas farmacéuticas. 2.
Todos los posibles efectos de la forma farmacéutica en la respuesta bilógica.
3. Los factores fisiológicos que pueden afectar al fármaco contenido en las diferentes formas farmacéuticas. 4. La forma farmacéutica propiamente dicha en la cual el fármaco es administrado. Se sabe que cuando un fármaco se administra por la misma vía bajo diferentes formas farmacéuticas puede mostrar diferentes grados de biodisponibilidad. Así si un fármaco es administrado vía oral en tabletas, cápsulas o
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suspensión, mostrará diferentes niveles sanguíneos y por lo tanto diferentes grados de acción o actividad terapéutica. También es posible que aún bajo una misma forma dosificada un fármaco muestre diferente biodisponibilidad debido a los procesos de manufactura utilizados por cada fabricante. En general un fármaco administrado por vía oral en diferentes formas farmacocinéticas mostrará una Biodisponibilidad que desciende en el siguiente orden: Solución > Suspensión > Cápsulas > Tabletas Sencillas > Tableta con cubierta entérica. Todas estas consideraciones nos llevan a definir “Biodisponibilidad”
BIODISPONIBILIDAD Se define como: la cantidad relativa y la velocidad a la cual un fármaco entra al torrente sanguíneo a partir de una farmacéutica dada. Abarca dos conceptos : a Fracción de dosis administrada que accede inalterada a la circulación sistémica ( fracción que se absorbe inalterada ) y que será la que dará la respuesta farmacológica. b Velocidad a la que se produce este proceso de acceso a la circulación sistémica. La biodisponibilidad se determina por los niveles del fármaco en sangre (niveles plasmáticos) y los de excreción urinaria. FORMA FARMACÉUTICA O FORMA DOSIFICADA: Es el sistema de liberación del fármaco. Es la presentación física de un medicamento y sirve de soporte a la administración del principio activo. Ejemplos de diferentes formas farmacéuticas son : supositorios, jarabes, inyectables, cremas, tabletas, cápsulas, etc. VIAS DE ADMINISTRACION. Se denominan vías de administración de las drogas los lugares del organismo donde son aplicadas, ya sea para ejercer una acción local en el sitio de aplicación o bien una acción sistémica o general después de su absorción. La vía de administración que se escoge debe ser aquella que permita una
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buena absorción del principio activo y por ende una mayor biodisponibilidad. La naturaleza de la respuesta farmacológica y su intensidad a menudo es determinada en gran medida por la ruta o vía de administración que se escoja. Esto nos lleva a tomar en cuanta un sin número de factores, entre los cuales se encuentra: a) Las características anatomofisiológicas del lugar de administración. b) El aporte sanguíneo que le corresponde al lugar de administración. Estas características deben de tomarse en cuanta a la hora de escoger la vía de administración de un fármaco dado. Las principales vías de administración se pueden clasificar en: 1. Vías de administración enterales: Son aquellas que tienen que con estructuras del tracto gastrointestinal como son la: vía oral, la vía sublingual y la vía rectal. 2. Vías de administración parenteral: Entre estas están: vía intravenosa, vía intramuscular, vía subcutánea, intratecal, intraarterial, tópica o percutánea, intracardíaca, intradérmica y las intralaciones. INTRAARTERIAL : va a arterias como la hepática al tratar generalmente cánceres como el de hígado con quimioterapia. INTRATECAL : directamente en fluído cerebro espinal, punción lumbar. La vía oral es la más utilizada en la administración de fármacos, por ser la vía más cómoda. La vía intravenosa y la intraarterial se utiliza cuando se quiere una rápida aparición del efecto ya que se elimina el problema de la absorción puesto que el fármaco es puesto directamente en el torrente sanguíneo. La administración intramuscular y la subcutánea se emplean también con frecuencia cuando se desea una respuesta rápida y la vía intravenosa se considera peligrosa o bien cuando no se puede utilizar la vía oral debido a la naturaleza de la sustancia ( que se destruya por enzimas digestivas, inestabilidad en el medio ácido del estómago, etc ) o algún problema del paciente ( úlcera gástrica, gastritis ). Cada una de las vías de administración de fármacos presenta características propias. Estas deben conocerse para poder escoger la vía óptima a la hora de establecerse un determinado régimen de dosificación. Procedimiento El estudiante deberá presentarse a la hora que corresponda con una computadora con acceso a internetal laboratorio, el día en que tiene el laboratorio matriculado
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para realizar la auto-evaluación correspondiente a este tema. Al final del laboratorio el profesor podrá realizar preguntas orales con respecto al material revisado por el estudiante y la calificación obtenida contará como participación activa del estudiante en la próxima sesión experimental. I parte. 40 minutos. Vías de administración. Ingrese a Módulos de MB, sección Farmacocinética. Ingrese a Administración. Realice una revisión detallada de las ventajas y desventajas de cada vía de administración (dando clic a cada una de las siguientes vías de administración: nasal, ocular, bucal o sublingual, transpulmonar, intraarterial, intramuscular, intravenosa, subcutánea, intraperitoneal, tópica, espinal, vaginal, rectal), así como el concepto y clasificación de cada una de las vías como enteral o parenteral. Parte II. Formas Farmacéuticas. Ingrese a Módulos de Mb, sección Sistemas de Administración Oral. -
-
Formas de Administración oral. Revise y analice la información que se encuentra en los apartados Cápsulas, Comprimidos, Excipientes. Analice los eventos y procesos que se llevan a cabo en cada una de estas secciones y que relación e importancia tienen para la biofarmacia. Cesión controlada. En este apartado deberá analizar la importancia y características de cada uno de los procesos de la Introducción relacionados con cesión sostenida, cesión controlada, cesión de orden cero y cesión de primer orden. Además de analizar la sección de Factores en donde se exponen temas que afectan la administración enteral.
Parte III. El profesor procederá a realizar una sesión de preguntas con respecto al material revisado por los estudiantes. -
Parte IV. El profesor y los estudiantes realizarán una discusión de los temas estudiados durante el laboratorio con el fin de concluir las ideas y aclarar conceptos importantes de destacar del material revisado por los estudiante. Bibliografía 1. Cid C., E.: Introducción a la Farmacocinética. Secretaria General de la O.E.A., Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico, Washington D.C., 1982, pp. 23-28. 2. Cook & Martin: Farmacia Práctica de Rémington. Unión topográfica, México, 1963, pp. 1545-1554. 3. Fonseca, L; Berrocal, L; Carazo ,G; Fallas, J; Manual de Laboratorio de Biofarmacia y Farmacocinética; Universidad de Costa Rica .Facultad de Farmacia San José , Costa Rica, 2011. 4. Gibaldi, M.; Perrier, D.: Farmacocinética. Ed. Reverté S.A., España, 1982, pp. 28-32. 5. Shargel, L.: Aolied Biopharmaceutics and Pharmacokinetics. Appleton Century Crofts, New York, 1980, pp. 138-149
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Práctica No 2 Determinación del log P de una Droga Objetivo General: Describir mediante un modelo Fisicoquímico los principios básicos del reparto de una droga en las membranas biológicas para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Encontrar experimentalmente el log de P de un fármaco con un modelo fisicoquímico mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Calcular experimentalmente el log de P de un fármaco con un modelo fisicoquímico mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación
Cuando una disolución de yodo en agua se agita con tetracloruro de carbono que es inmiscible con el agua, el yodo se distribuye entre las capas de agua y tetracloruro de carbono, de manera que en el equilibrio, la relación de concentraciones de yodo en dichas capas es constante a una temperatura dada. Esta distribución de un soluto entre dos solventes inmiscibles o ligeramente miscibles puede realizarse con cualquier soluto para el cual el par de solventes inmiscibles es adecuado. De acuerdo con Michalowski (1), las extracciones líquido-líquido para sistemas que consisten en dos disolventes, usualmente se describen utilizando un modelo sobresimplificado, fundamentado en las siguientes presunciones: los disolventes son completamente inmiscibles; el volumen total del sistema luego de mezcladas ambas fases es una propiedad aditiva; y la composición de ambas fases es constante, excepto por la especie transferida. El equilibrio dinámico que se establece en las dos fases es alcanzado cuando la velocidad a la cual las moléculas del soluto pasan del primer solvente al segundo, es igual a la velocidad a la cual pasan del segundo disolvente al primero. Al establecerse el equilibrio dinámico no se produce ningún otro cambio en la
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concentración, al permanecer constante la temperatura. Este comportamiento es una consecuencia de los requisitos termodinámicos de equilibrio. Para verlo más claramente, consideremos un par de solventes en contacto A y B que contienen la misma sustancia en disolución. El potencial químico (energía libre molar) del soluto en el líquido A, μA, se representa así: °
μ A = μ A
+ RT ln a A
Donde μ° A es el potencial químico estándar y a A es la actividad del soluto en el solvente A. En forma análoga, el potencial químico parcial del soluto en el segundo líquido, μ B, se escribe así: °
μ B = μ B
+ RT ln a B
Expresión en la cual todas las cantidades tienen el mismo significado anterior, sólo que ahora se refieren al líquido B. Como para el equilibrio entre las capas debemos tener μ A = μ B a temperatura y presión constantes, se deduce que: ° ° μ B + RT ln a B = μ A + RT ln a A Usando las propiedades de los logaritmos, queda pues: ln[ a B / a A ] = ( μ° A- μ° B )/RT Sin embargo, a una temperatura constante dada, μ° A y μ° B son constantes para una sustancia en un solvente particular. De ahí que podemos indicar lo siguiente: ln[ a B / a A ] = constante Finalmente, sacando antilogaritmos, queda que: / = K
a B a A
Esta ecuación constituye la formulación matemática de la Ley de distribución de Nernst, la cual establece que una sustancia se distribuye entre dos solventes hasta que en el equilibrio se alcanza una relación constante de las actividades de la sustancia en las dos capas, a una temperatura establecida (2). La constante K se llama coeficiente de distribución o de reparto, que en muchos libros de texto se ejemplifica o simboliza como: K d . Si consideramos como solventes el agua y un líquido orgánico inmiscible con ella, tenemos:
54 K d = a o / aa
donde a o y a a son las actividades en la fase orgánica y acuosa, respectivamente (en soluciones diluidas o muy diluidas, se sabe que la actividad es prácticamente igual a la concentración estequiometria). La relación es arbitraria, pues perfectamente pudo haberse establecido invirtiendo los términos. En todo caso, K d depende también de la naturaleza del soluto y de los líquidos comprendidos. Walther Nernst hizo notar que la ley de distribución es válida sólo cuando el soluto no lleva a cabo cambios, tales como disociación y asociación (2). Si un soluto se disocia en iones o moléculas más simples o se asocia en moléculas más complejas, no se aplica la ley a las concentraciones totales de las dos fases sino únicamente a las concentraciones de la especie particular que sea común en ambas fases (3). Así, si una sustancia A se disuelve en un solvente sin ningún cambio en la forma molecular, y en otro disolvente inmiscible lo hace con una asociación particular, como por ejemplo A2, el coeficiente de reparto de la distribución no estará dado por la relación de las concentraciones totales en las dos fases, sino por la concentración total en el primer solvente dividida por la concentración de las moléculas no asociadas en el segundo; o lo que es igual, por la relación de las concentraciones de las moléculas de idéntico peso molecular en los dos solventes. La ley de distribución se ha aplicado a los procesos farmacéuticos de extracción, en los cuales se desea remover un soluto a partir de un sistema heterogéneo formado por agua y un solvente orgánico. Una importante consecuencia de la ley de distribución es que si se dispone de cierto volumen de solvente, se obtiene mayor eficiencia en la extracción si se emplea un cierto número de extracciones separadas, en lugar de usarlo todo el volumen de una sola vez. Supongamos que una disolución contiene W gramos de una sustancia en V 1 mL de disolución, y que se agita repetidamente con V 2 mL de un solvente puro inmiscible hasta lograr el equilibrio. Después de n extracciones el peso W n de soluto que permanece sin extraer será: W n = W KV 1 / KV 1 V 2
n
K es
el cociente de las concentraciones del soluto en el solvente original y en el solvente de extracción (4). En la presente práctica trataremos de determinar en qué medida se cumple la ley de distribución en el sistema ácido benzoico-aceite-agua. Se presentan dos situaciones con el ácido benzoico; en la fase acuosa, por ser un ácido débil, tiende a disociarse
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en iones benzoato e iones hidronio, y en la fase orgánica tiende a dimerizar. La primera situación la podemos hacer despreciable disminuyendo el pH del agua a un valor entre 5 y 6, por medio de un ácido fuerte. Para la segunda situación debemos hacer las siguientes consideraciones: K d = C o /C a
Al dimerizar el ácido benzoico, el equilibrio que se establece en la fase orgánica es el siguiente: 2HA = (HA)2 para el cual la constante de equilibrio K 1 será igual a K 1 2 = [(HA)2 ]/[HA] , donde [HA] , la concentración monomolecular de ácido benzoico en esa fase será: 2
[HA] = [(HA)2 ] / K 1; donde, [HA] = K 2 x [(HA)2 ]
1/2
Luego, sabemos que: [HA] t, eq, oleoso = concentración total de ácido benzoico al equilibrio en ciclohexano es: [HA] t,eq, oleoso = 2[(HA) 2 ] + [HA]
En el aceite el ácido benzoico está mayoritariamente dimerizado, eso permite hacer la siguiente afirmación que ayuda a simplificar los cálculos: 2[(HA)2 ] >>> [HA]
Por lo que: [HA] t, eq, oleoso [(HA)2 ]
2[(HA)2 ]
[HA] t, eq, oleoso 2
K d = ([HA]/[HA]a)
Sustituyendo el valor de [HA] en el ciclohexano determinado atrás, resulta la siguiente expresión: 1/2
K d = (K 2 x [(HA)2 ] /[HA]a) 1/2
K d = K 2 x ([HA] t, eq, oleoso ) 1/2 (2) [HA]a
Reagrupando los términos constantes, resulta finalmente:
56 K ` d = ( [HA] t, eq, oleoso ) [HA]a
1/2
El coeficiente de reparto encontrado será el correspondiente a la temperatura ambiente del laboratorio y como tal debe ser registrado. Los coeficientes de partición por lo general no varían rápidamente con la temperatura, por lo tanto no es necesario el uso de un termostato en la práctica (5). Procedimiento
1. Realice una curva de calibración a 297 nm usando ácido salicílico a concentraciones de 5, 10, 15 25, 30 y 35 ppm usando agua acidulada como blanco. 2. Preparar disoluciones 0,004 y 0,002 mol L -1 de ácido salicílico en agua. En la medida de lo posible ya las encontrará preparadas, Determine su absorbancia a 297 nm utilizando como blanco agua.
3. En un embudo separador de al menos 100 mL, colocar un volumen de 25 mL de una de las disoluciones de ácido salicílico en agua y también 25 mL de 1octanol. Realizar lo mismo para la otra disolución de ácido benzoico en agua, pero en otro embudo separador. 4. Agitar vigorosamente la mezcla por una hora. 5. Dejar en reposo la mezcla por espacio de cuarenta y cinco minutos. 6. Separar la fase acuosa de la fase orgánica y depositar en un vaso de precipitados. 7. Medir exactamente a partir de la fase acuosa, tres alícuotas de 5 mL, y colocar en tres erlenmeyer debidamente etiquetados. 8. Determinar la absorbancia a 297 nm en espectrofotómetro, utilice como blanco el agua acidulada.Calcule el promedio de las absorbancias y réstelo a la absorbancia original para obtener la absorbancia en el octanol. 9. Calcular el valor de la constante de distribución y el log de P correspondiente. Bibliografía 1. Michalowski, T. J. Chem. Educ . 2002, 79, pp. 1267-1268. 2. Maron, S. Fundamentos de Fisicoquímica; Editorial Limusa: México D.F., 1984;
pp. 306-310. 3. Freid, V. Physical Chemistry ; Macmillan Publishing Co.: New York, 1977; pp. 244-247. 4. Jiménez, J. Curso de Fisicoquímica Experimental ; McGraw-Hill: México D.F., 1974; pp. 118-123. 5. Bender, P.; Cornwell, D. Curso de Fisicoquímica Experimental ; McGraw-Hill: México D.F., 1972; pp. 117-122.
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PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE DETERMINACIÓN DEL LOG DE P DE UNA DROGA Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:________________ Esquema del Procedimiento
Resultados
Tabla I. Absorbancia de ácido salicilicilico
Fase Absorb1 Acuosa inicial 0,002 Acuosa final0,0002 Oleosa final 0,002 Acuosa inicial 0,004 Acuosa final0,0004 Oleosa final 0,004 Fuente: Calculo Kd, K´d y log P y log P´:
Absorb 2
Absorb 3
58
Cálculos, indique todos los cálculos necesarios para obtener los parámetros anteriores:
59
Discusión y Conclusiones
60
Materiales Laboratorio semana 2. Número de estudiantes máximo por Mesa 2 Práctica Determinación del Log P de una Droga Número Máximo de Mesas por Laboratorio 8 Materiales Pipeta volumétrica 25,00 mL Embudo separador 100 mL Beaker 100 mL Prensa universal Soporte metálico Espectrofotómetro UV-Visible Cubetas cuarzo ultravioleta Pizeta con agua destilada 100 mL Beaker lavados 100 mL Peras Agua Destilada acidulada pH 5-6 Solución de ácido salicílico en agua acidulada 0,004 mol / Litro Solución de ácido salicílico en agua acidulada 0,002 mol /Litro 1- Octanol Papel toalla Termómetro de 0 a 100 °C
Cantidad por Mesa de laboratorio 2 2 1 2 2 1 2 1 1 2 1Litro 200 mL 200 mL 200 mL 1 Rollo 2
Materiales curva de Calibración a 297 nm Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Balones aforados 100,00 mL 5 Pipeta graduada 5,00 mL 1 Goteros de vidrio 6 Espectrofotómetro UV -Visible 1 Cubetas cuarzo ultravioleta 2 Pizeta con agua destilada 100 mL 1 Beaker lavados 100 mL 1 Solución madre ácido salicílico 0,004 100 mL mol/Litro Agua destilada acidulada pH 5-6 1 Litro Papel Toalla 1 Preparación Reactivos
Agua destilada Acidulada Utilizar agua destilada levemente acidulada pH entre 5 a 6 a 25°C (verificar pH con pH metro antes de hacer la preparación), en caso de no estar al pH correcto agregar una gota de HCl diluido 1x10 -5 mol /Litro hasta alcanzar el pH deseado. Preparar 2 litros por mesa. Etiquetar adecuadamente. Solución de ácido salicílico acidulada 0,004 mol /Litro Pesar exactamente una cantidad aproximada de 0,552 gramos de ácido salicílico, colocar lo en un balón aforado de 1 litro y llevarlo a volumen con agua destilada acidulada. De ser necesario para disolver caliente levemente, o utilice ultrasonido
61
Etiquetar adecuadamente... Esta misma disolución se utiliza para la curva de calibración. Solución de ácido salicílico acidulada 0,002 mol /Litro Mida exactamente 500,00 mL de una solución de ácido salicílico en agua destilada acidulada 0,004 mol/Litro y trasvásela a un balón aforado de un Litro y completar el volumen con agua destilada acidulada pH 5-6.Etiquetar adecuadamente.
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PRÁCTICA NO 3 DETERMINACIÓN DEL LOG D DE UNA DROGA Objetivo General: Describir mediante un modelo Fisicoquímico los principios básicos del reparto de una droga en las membranas biológicas para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Encontrar experimentalmente el log de D de un fármaco con un modelo fisicoquimico mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Calcular experimentalmente el log de D de un fármaco con un modelo fisicoquimico mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación Para el farmacéutico, es muy importante estar familiarizado con la influencia que ejerce el pH sobre el coeficiente de partición de los fármacos que son bases débiles o ácidos débiles poco solubles. Dos ejemplos que ilustran la importancia de este conocimiento físico químico son: el papel que juega el pH en la absorción gastrointestinal y la manera de establecer la cantidad de preservantes en los sistemas coloidales de aceite/agua. (emulsiones), o cualquier otro sistema bifásico (1). En esta práctica de laboratorio se ilustran de una manera elemental, los principios teóricos que intervienen en la distribución de un ácido débil, entre una fase acuosa y una fase oleosa. La obtención de la ecuación que se utiliza para graficar los datos y para calcular las constantes de equilibrio se comprende fácilmente. Considere la distribución de un ácido débil [HA], entre la fase oleosa y la fase acuosa. Si aceptamos la suposición, que no se presenta dimerización del ácido débil en la fase oleosa, los equilibrios a considerar son los siguientes (2; 3): K d
HAa HAo K a
HA H O H O A a
2
3
63
Donde Kd es el coeficiente verdadero de participación y Ka, es la constante de disociación ácida. Los subíndices "a" y "o", se refieren a las fases acuosas y oleosas respectivamente. La concentración molar total de ácido en la fase oleosa, Co, está dada por: Co
HA
O
(1) Y la concentración total de ácido en la fase acuosa, Ca, está dada por: Cac
HA
ac
A
-
(2)
Las tres constantes de equilibrio que se emplean Kd
HA HAac
O
(3)
H O A Ka -
(4)
3
HA
ac
K`d
HA HAac A ac O
(5)
Donde K'd es el coeficiente aparente u observado experimentalmente. (el coeficiente de participación aparente) (2):
Al combinar las tres expresiones anteriores se obtiene la siguiente ecuación 1 '
K d
1
K d
K a
Kd H 3O
(6)
64
Esta última expresión es una ecuación lineal de la forma: y
(7)
= mx + b
de manera que una representación gráfica de: 1 '
d
(8) es una línea recta cuya pendiente es
vs
1
H 3O
a d
y la ordenada en el origen es
1 . d
Procedimiento
1. Realice una curva de calibración a 297 nm usando ácido salicílico a
concentraciones de 5, 10, 15 25, 30 y 35 ppm usando agua acidulada como blanco.
2. Tabla 1. Volúmenes requeridos de la solución A y de la solución B , para elaborar amortiguadores Mc-Ilvaine dentro de un intervalo de pH que va de 3,2 - 4,6. (Para realizar 100 mL de solución)
3.
pH
3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 Tomado de (4)
Solución A
Solución B
(ácido cítrico 0,1M)
(Fosfato ácido disódico 0,2 M)
75,3 mL 71,5 mL 67,8 mL 64,5 mL 61,4 mL 58,6 mL 55,9 mL 53,2 mL
24,7 mL 28,5 mL 32,2 mL 35,5 mL 38,6 mL 41,4 mL 44,1 mL 46,8 mL
4. Nota: La primera parte del procedimiento consiste en la elaboración de la curva
de calibración que permite determinar colorimétricamente las concentraciones de salicilato en las diferentes fases acuosas. Para este objeto se debe utilizar la ley Lambert- Beer, para el complejo salicilato-hierro(III), según se obtuvo en los laboratorios de colorimetría.
5. a. Preparar cinco soluciones de diferente concentración de salicilato de sodio a
distintos valores de pH, de la siguiente manera: pipetee 10,00 mL de salicilato de sodio con una concentración aproximada a 0,20 M en un balón aforado de 100,0.mL
65 6. b. Preparar 100,0 mL de los amortiguadores de Mac-Ilvaine dentro de un
intervalo de pH que vaya de 3,2 a 4,6, en incrementos de 0,2 siguiendo lo señalado en la tabla 1. 7. c. Aforar los balones anteriores con los diferentes amortiguadores hasta la marca de aforo. 8. d. Colocar exactamente 25,00 mL de cada solución en sendos embudos separadores de 100 mL, luego adicione exactamente 25,00 mL de aceite vegetal. 9. e. Agitar vigorosamente los embudos por unos 20 minutos, luego deje 20 minutos en reposo hasta que las fases se separen completamente. 10. f. Tomar aproximadamente 20 mL de la fase acuosa, colóquelo en un beaker y determinar el pH con un pHmetro. 11. g. De la fase acuosa realizar diluciones de 1 en 10 para luego determinar la concentración de salicilato utilizando el procedimiento espectrofotométrico llevar la disolución a un pH entre 5 y 6 antes de la medición agregando HCl diluido 0.1 M. 12. h. Calcular por diferencia la concentración total de salicilato en la fase oleosa (Co) y obtener el coeficiente de partición aparente (K'd). 13. i. Tabular los datos de K'd ; 1/K'd ; pH; [H3O+] y 1/[H3O+]. 14. j. Graficar 1/K'd vs 1/[H3O+] en papel milimétrico y encuentre los valores de Ka y Kd 15. k. Calcular la recta de mejor ajuste y el r2. Bibliografía
1. Gennaro, Alfonso. Remington. Farmacia. 20ª ed. Madrid: Editorial Panamericana, 2003. 2. Cherng-ju, Kim. Advanced Pharmaceuticals. Boca Raton, Fl.: CRC Press, 2004. 3. Sinko, Patrick. Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 5th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2006. 4. Mcilvaine's Buffer System. Pamela Stanley Lab. [En línea] [Citado el: 20 de Octubre de 2009.] http://stanxterm.aecom.yu.edu/wiki/index.php?page=McIlvaine_buffer. 5. Sanz, P. Fisicoquímica para Farmacia y Biología. Barcelona: Ediciones Científicas y Técnicas, S.A., 1992. 6. Florence, Alexander y Attwood, David. Physicochemical Principles of Pharmacy. 3a ed. Londres: Pharmaceutical Press, 2006.
66
PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE DETERMINACIÓN DEL LOG D DE UNA DROGA. Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:________________
Esquema de Procedimiento
Resultados Tabla 1. Ef ecto del pH sobre la parti ción de un electroli to pH Amortiguad or Mc-Ilvaine
3,2
3,4
3,6
3,8
pH fase acuosa
+ -1
[H ] /mol L
-1
Absorb.
Concentració n salicilato fase acuosa/_____
Concentració n salicilato fase oleosa ______
K’d
1/K’d
67 4,0
4,2
4,4
4,6
Ejemplos de cálculos
68 Discusión y Conclusión según las observaciones y resultados:
Materiales Laboratorio semana 3. Número de estudiantes máximo por Mesa 2
69
Práctica Determinación del Log D de una Droga Número Máximo de Mesas por Laboratorio 8 Materiales Pipeta volumétrica 25,00 mL Pipeta Volumétrica 10 mL Embudo separador 100 mL Beaker 100 mL Prensa universal Soporte metálico Espectrofotómetro UV-Visible Cubetas cuarzo ultravioleta Pizeta con agua destilada 100 mL Beaker lavados 100 mL Peras Agua Destilada Solución salicilato de sodio en agua 0,20 mol / Litro Solución Acido cítrico 0,10 mol / Litro Solución Fosfato Acido Disódico 0,20 mol / Litro Solución nitrato Férrico 5% p/v 1- Octanol Papel toalla Termómetro de 0 a 100 °C
Cantidad por Mesa de laboratorio 6 6 5 6 5 5 1 2 1 1 2 1Litro 200 mL 1 Litro 1Litro 100 mL 500 mL 1 Rollo 2
Materiales curva de Calibración Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Balones aforados 100,00 mL 6 Bureta 50,00 mL 1 Pipeta volumétrica 5,00 mL 1 Pipeta Volumétrica 2,0 mL 1 Pipeta Volumétrica 1 Gotero de vidrio 6 Espectrofotómetro UV-Visible 1 Peras 3 Cubetas cuarzo ultravioleta 2 Pizeta con agua destilada 100 mL 1 Beaker lavados 100 mL 1 Solución madre salicilato de sodio 100 mL 0,20 mol/Litro Solución nitrato Férrico 5% p/v 100 mL Agua destilada acidulada pH 5-6 Papel Toalla Preparación Reactivos Solución ácido cítrico 0,1 mol /Litro
1 Litro 1
70
Pesar exactamente aproximadamente la cantidad equivalente a 19,20 gramos de ácido cítrico anhidro y traspasarlo a un balón aforado de 1 litro, llevarlo a volumen con agua destilada. Etiquetar adecuadamente. Solución Fosfato ácido disódico anhidro (Na 2HPO4) 0,2 mol/Litro Pesar exactamente aproximadamente el equivalente a 28,40 gramos de Fosfato ácido disódico anhidro y trasvasarlo a un balón aforado de 1 Litro, llevarlo a volumen con agua destilada. Solución Salicilato de Sodio 0,20 mol /Litro Pesar exactamente aproximadamente la cantidad equivalente a 32,20 gramos de salicilato de sodio y traspasarlo a un balón aforado de un Litro , llevar a volumen con agua destilada. Etiquetar adecuadamente. Solución 5 % p/v nitrato férrico Pesar exactamente una cantidad aproximada equivalente a 5 gramos de nitrato férrico (el nitrato férrico ya este tiende a ser higroscópico y absorbe mucha agua ) y trasvasarlo a un balón aforado de 100 mL, llevar a volumen con agua destilada . Etiquetar adecuadamente.
71
PRÁCTICA NO 4 MODELO IN VITRO DE ABSORCIÓN PERCUTANEO Objetivo General: Describir mediante un modelo in vitro los cálculos biofarmacéuticos de absorción percutáneapara el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Demostrar experimentalmente la variación de la absorción de un fármaco en “piel” al pasar el tiempo utilizando vehículos de polaridad diferente. Mostrar esquemáticamente el proceso de absorción percutanea de drogas en caso de su administración mediante diferentes vehículos. Calcular experimentalmente la constante de difusión de diferentes vehículos y compararla entre si Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación El sistema farmacéutico “in vitro” que se presenta en estas prácticas de laboratorio es una analogía de una situación biológica ideal. Tal vez la función más importante de una base para ungüento es su capacidad de determinar la rapidez de liberación de un medicamento incorporado en ella, controlando en esta forma su actividad terapéutica. Por lo general, la base del ungüento constituye la mayor porción de la preparación farmacéutica, por lo que su influencia sobre la eficacia de los agentes medicinales que se le incorporen es muy grande. A pesar de que los vehículos dermatológicos por sí mismos no pueden penetrar la piel, el farmacéutico sabe muy bien que la eficacia clínica de un fármaco puede variar de acuerdo con el vehículo en el cual se incorpore. Esta variación debe atribuirse a la rapidez de liberación del principio activo, proceso que está determinado en gran medida por las propiedades físicas y químicas tanto del fármaco como del vehículo. Desde luego que la absorción percutánea también se ve modificada por otros factores como la condición de la piel del paciente, el sitio y duración de la aplicación, etc.
72
El sistema de difusión (o diálisis) para estimar la liberación de un fármaco, tal como se utiliza en esta práctica se considera como el más simple y conveniente. El método consiste en permitir que una droga difunda desde un ungüento a una fase acuosa que está físicamente separada por medio de una membrana semipermeable. La membrana permite el libre paso del principio activo, pero es impermeable al ungüento. La “tendencia de escape” de las moléculas de la droga desde la fase semisólida hacia la fase acuosa, es una medida de la rapidez de liberación del medicamento. Una vez liberada, la droga está disponible para su absorción percutánea. DIFUSIÓN PASIVA: La difusión pasiva interviene en el paso de las sustancias susceptibles de disolverse en los constituyentes de la membrana. Es el proceso más simple que se lleva a cabo para la mayoría de las drogas. Características: Es un proceso pasivo ya que se lleva a cabo de una zona de mayor concentración a otra de menor concentración por difusión espontánea (pasiva). Sin ningún gasto de energía hasta llegar a un estado de equilibrio dividido por el medio externo y el medio interno. Es importante precisar que solo la fracción libre del fármaco interviene en la gradiente de concentración. La difusión pasiva sigue la LEY DE FICK. Esta ley establece que: la cantidad de droga que difunde por unidad de tiempo, es proporcional a la diferencia de concentraciones entre el sitio de absorción y el torrente sanguíneo. El fenómeno de difusión se ve como la velocidad de desaparición de droga del sitio de absorción ( fenómeno de orden 1 ), al pasar el tiempo esta es proporcional al cambio de concentraciones: dq / dt * C va a estar determinada por la diferencia de concentraciones, C = Ca - Cs. / dt. dq / dt = -K C
Ca >>> Cs. Al pasar el tiempo Ca disminuye y con ella decrece dq C = Ca2 - Ca1 Ca >>> Cs
Siendo K la constante de permeabilidad y Ca y Cs las concentraciones respectivas a ambos lados de la membrana. K = a una constante e involucra el coeficiente de difusión ( D ), A= el área a través de la cual ocurre la difusión; el espesor de la membrana ( X ) y el coeficiente de distribución ( Kd ). dq / dt = (-DAKd / x ) (Ca - Cs) pero Ca >>> Cs
73
Ca = concentración en el sitio de absorción. Cs = concentración en sangre. entonces dq / dt = K Ca pasa el tiempo.
como
Ca = Ca2 - Ca1
y Ca2 <<< Ca1 conforme
Como se observa, el coeficiente de permeabilidad depende de la membrana y de la molécula medicamentosa. D = coeficiente de difusión de la molécula: una molécula difundirá más rápido, cuanto más pequeño sea su tamaño y viceversa. Kd = es el elemento más importante de la constante de permeabilidad ya que es el coeficiente de reparto entre la membrana lípida y las fases acuosas situadas a un lado y a otro. Kd = Col / Cac. Cuanto más liposoluble es la molécula, más elevado es el coeficiente de reparto y la difusión a través de la membrana está favorecida. La fracción no ionizada, baja polaridad es la que puede pasar la membrana por difusión pasiva. Para drogas que son ácidos y bases débiles, poco ionizados, la difusión a través de la membrana dependerá de: 1.
La liposolubilidad de la forma no ionizada.
2. La cantidad de forma no ionizada ( única que interviene en el gradiente de concentración ) o sea del grado de ionización de la molécula. La velocidad de difusión determina la velocidad de absorción dc / dt de modo que en el proceso biológico dela absorción gastro intestinal, la droga difunde desde el sitio de absorción (estómago, intestino, etc) a al sangre o torrente circulatorio. Aquí se diluye rápidamente de tal forma que Cs será muy pequeña con respecto a Ca por lo que se puede escribir: Dc / dt = -K Ca. típico proceso de orden uno, donde la velocidad de absorción, será la rapidez instantánea de disminución de la concentración de droga del sitio de absorción al pasar el tiempo. La absorción percutánea de la mayoría de las drogas, se lleva a cabo por procesos cinéticos de orden 1. La velocidad de absorción de la droga al pasar el tiempo varía en forma directamente proporcional al sitio de absorción.
74
Procedimiento 1. Preparar una curva estándar de ácido salicílico a partir de una solución madre de 0,500g/L. 2. Realizar un espectro de absorción para el ácido salicílico utilizando la solución de 30 ppm . Medir la absorbancia desde 270 hasta 310 nm cada 5 nm. Curva de Estandarización Conc. (mg/ L) 5
Vol. Sln. Madre(mL)
Vol. final (mL)
10 15 20 25 30
Utilizar como blanco agua destilada 1. Preparar 50 g de ungüento de ácido salicílico al 3% de diferentes bases: lipofílica, hidrofílica y Cold Cream (que es una emulsión o/w). 2. La celda de difusión está constituida por un pote para pomadas de una onza que se llena completamente con el ungüento que se va a estudiar. La superficie del ungüento se cubre en forma pareja y firme con una lámina de papel celofán, la cual se fija por medio de un anillo constituido por la parte externa de la tapa del pote. La membrana de diálisis (el papel celofán) se humedece previamente con agua destilada removiendo el exceso con papel absorbente. 3. Mantener constante la agitación con agitador magnético. Fijar la celda de difusión con una prensa con la superficie de difusión en contacto con 100,0 mL (medidos con pipeta) de solución acuosa de nitrato férrico al 2% contenida en una cápsula de porcelana. Evitar la presencia de burbujas de aire entre ambas fases. 4. Cuando se ha liberado (difundido) ácido salicílico, la solución de nitrato férrico se torna de color morado (color característico del complejo salicilato-Fe +3) lo que permite determinar por espectrofotometría UV-VIS la concentración de ácido salicílico. 5. A intervalos de 5 minutos, recoger cerca de 5 mL de la fase acuosa y medir a una longitud de onda de 525 nm la cantidad de ácido salicílico difundido. Después de hacer lectura devolver los 5 mL de solución a la cápsula de porcelana. 6. Realizar 10 determinaciones como mínimo; en las cuales se debe de anotar cuidadosamente los tiempos y las correspondientes absorbancias obtenidas. 7. Realizar con los otros ungüentos el estudio siguiendo el mismo procedimiento.
75
BIBLIOGRAFÍA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Aiache, J.M.: Biofarmacia. 2ed. Ed. El Manual Moderno. México D.F. 1983. pp: 403-404. Barr M. J Pharm Sci. 1962. 51(395). Billups NF. J Pharm. Sci. 1969. 4(11). Billups NF, Patel NK Am J Pharm. 1971. 35(190). Gennaro AR, et al. Farmacia de Reminaton. L7 ed. Ed. Panamericana SA Buenos Aires. 1989. Jung H, et al. Bioequivalencia de Productos Comerciales que contienen Ácido Acetilsalicílico. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas. 1984. Vol 14(3). pp: 2-9. Trinder P. Biochem. 1954. 57. pp: 301 United States Pharmacopeial Convention Inc.: The United States Pharmacooeial. U.S.A., 1985. pp: 707.
76
PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE MODELO “ IN VITRO” DE ABSORCIÓN PERCUTANEA Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:________________ Esquema del procedimiento
Esquema del procedimiento
Resultados CUADRO I: Datos correspondientes a la curva de calibración de la solución de ácido salicílico medidos a 525nm Concentración (μg/mL)
Ecuación: r:
r2
Absorbancia (UA)
77
CUADRO II: Medida de la masa del ungüento Tipo de Ungüento
Masa de Pote sin Ungüento
Masa de Pote mas Ungüento
Masa de Ungüento
Hidrofílico Cold Cream
Lipofílico
CUADRO III: Liberación del ácido salicílico a partir del ungüento Hidrofílico Tiempo min.
ABS
Concentración µg / mL
mg Difundido
Velocidad Q∞-mg
ln(Q∞–mg)
mol
min cm
2
% Difusión
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
CUADRO IV: Liberación del ácido salicílico a partir del ungüento Lipofílico Tiempo min. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
ABS
Concentración µg / mL
mg Difundido
Velocidad Q∞-mg
ln(Q∞–mg)
mol
min cm
2
% Difusión
78 CUADRO V: Liberación del ácido salicílico a partir del ungüento Cold Cream Tiempo min.
ABS
Concentración µg / mL
mg Difundido
Velocidad Q∞-mg
ln(Q∞–mg)
mol
min cm
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
En el reporte debe aparecer: 1. Esquema del procedimiento. 2. Observaciones. 3. Resultados: - Curva de calibración y su gráfica. - Tabla % difundido vs el tiempo y su gráfica. (milimétrico) - Tabla % por difundir vs tiempo y su gráfica. (milimétrico) - Tabla Velocidad de difusión vs tiempo y su gráfica. (milimétrico) 4. Conclusiones
2
% Difusión
79
Materiales Laboratorio semana 4. Número de estudiantes máximo por Mesa 2 Práctica Modelo In vitro de Absorción Percutánea Número Máximo de Mesas por Laboratorio 8 Materiales Frasco de vidrio capacidad 25 gramos con tapa de rosca perforada según la figura Capsula porcelana grande capaz de contener 100 mL Pipeta 5,00 Volumétrica mL Prensa universal Soporte metálico Espectrofotómetro UV-Visible Cubetas cuarzo ultravioleta Pizeta con agua destilada 100 mL Beaker lavados 100 mL Peras Agua Destilada Vaselina al 3% p/p en ácido salicílico Crema Cold Cream al 3% p/p en ácido salicílico Gel Carbopol al 3% p/p acido salicílico Papel toalla Termómetro de 0 a 100 °C Cronometro Papel Celofán Tijeras
Cantidad por Mesa de laboratorio 6 6 5 6 6 1 2 1 1 6 1Litro 100 g 100 g 100 g 1 rollo 2 1 1 pliego 1
Materiales curva de Calibración a 297 nm Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Balones aforados 100,00 mL 5 Pipeta graduada 10,00 mL 1 Goteros de vidrio 6 Espectrofotómetro UV -Visible 1 Cubetas cuarzo ultravioleta 2 Pizeta con agua destilada 100 mL 1 Beaker lavados 100 mL 1 Solución madre ácido salicílico 0,500 100 mL g/L Agua destilada 1 Litro Papel Toalla 1 Preparación Reactivos Solución de ácido salicílico acidulada 0,004 mol /Litro Pesar exactamente una cantidad aproximada de 0,500 gramos de ácido salicílico,
80
colocar lo en un balón aforado de 1 litro y llevarlo a volumen con agua destilada acidulada. De ser necesario para disolver caliente levemente, o utilice ultrasonido Etiquetar adecuadamente..
Figura 1 Vista superior de la tapa del modelo
Figura 2 Vista normal del frasco del modelo
81
Figura 3 Modelo de absorción Percutánea in Vitro
82
PRÁCTICA NO 5 MODELO IN VITRO DE ABSORCIÓN ORAL Objetivo General: Describir mediante un modelo in vitro los cálculos biofarmacéuticos de absorción oral para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Demostrar experimentalmente la variación de la absorción de un fármaco en “ el tracto gastrointestinal” al pasar el tiempo utilizando el método de Wagner Nelson. Mostrar esquemáticamente el proceso de absorción oral de drogas en caso de su administración mediante el métodode Wagner Nelson. Calcular experimentalmente la constante de absorción de diferentes de una droga mediante el método de Wagner-Nelson Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación Una de las principales vías de administración extravasal, es la vía oral. En esta vía, la entrada del fármaco al organismo no es de forma instantánea, como ocurre con la administración intravenosa rápida (bolo i.v.); sino que esta vía implica la presencia del proceso de absorción, el cual consiste en el paso del fármaco a través de una membrana semipermeable (pared del tracto gastrointestinal); lo cual produce una disminución en la cantidad de fármaco que logra llegar a la circulación sistémica a partir de una dosis administrada. (1,2) Comúnmente, el proceso de absorción sigue una cinética de orden uno; a pesar de que muchas formas de dosificación son sólidos, y requieren sufrir un proceso de disolución previo a su absorción. (1,2)
A continuación se ejemplifica un esquema del proceso de administración oral:
D
Ag en sitio de absorción
Ka
Ac en cuerpo
Kel
Ael
83
(1,2) La ecuación diferencial que describe la cantidad de fármaco en el sitio de absorción es la siguiente: dt
dAg = -Ka * Ag0
que se expresa también como, dt
dAg = -Ka * F * D
donde F corresponde a la fracción de la dosis (D) que se absorbe. Al integrar la anterior ecuación se obtiene una expresión matemática, que permite obtener la cantidad de fármaco con respecto al tiempo en el sitio de absorción. Ag = F * D * e -kat
(1,2)
La ecuación diferencial que describe la cantidad de fármaco en el cuerpo es la siguiente: dt
dAc = ka * D - Kel * Cp * Vd
que al integrarse se convierte en la siguiente expresión matemática: Cp = Ka * F * D Vd (ka – Kel)
e-kelt - e-kat
La anterior ecuación describe el comportamiento de un fármaco en el cuerpo, después de ser administrado por vía oral, teniendo una representación gráfica como la que se describe a continuación. (1,2)
Tiempo
84
Un método para calcular ka es el método de Wagner-Nelson Ventajas: i) Los procesos de absorción y eliminación pueden ser muy similares y las determinaciones de ka que se pueden hacer son muy precisas. ii) El proceso de absorción no tiene que ser de primer orden. Este método puede ser utilizado para investigar el proceso de absorción. El orden del proceso no es necesario conocerlo. Desventajas: i) ii)
La principal desventaja de este método es que necesita conocerse la constante de eliminación, a partir de los datos recogidos tras la administración intravenosa. Se producen desviaciones cuando el fármaco presenta una cinética bicompartimental.
Teoría: Las ecuaciones de trabajo se pueden derivar de la ecuación de balance de masa: Cantidad Absorbida = Cantidad en el cuerpo + cantidad eliminada 1 La ecuación 1 ecuación de balance de masa puede expresarse también 2 Diferenciar cada término con respecto al tiempo resulta: -
3
Que también puede expresarse como:
4 Multiplicando por el diferencial del tiempo dt queda la expresión:
85
5 La integración de esta ecuación sería: -
5 La ecuación 5 señala la cantidad absorbida en función del tiempo o
6 La ecuación 6 describe la cantidad absorbida dividida por el volumen en función del tiempo Tomando el área de la curva de cp vs t hasta el infinito, donde Cp es igual a 0
7 Se obtiene la ecuación 7 que expresa la Cantidad máxima absorbida dividida por el volumen de distribución Por último (A max - A), es la cantidad restante por absorberse, también puede ser expresado como la cantidad que queda en el Tracto gastrointestinal = Xg
8 La ecuación 8 describe la Cantidad restante por absorberse Podemos usar esta ecuación para analizar el proceso de absorción. Si la absorción es de primer orden
86
o
Así, una gráfica de ln(A max - A) en función del tiempo dará una línea recta para la absorción de primer orden con una pendiente =-ka Procedimiento 1. Preparar una curva estándar de Rojo 40 a partir de una solución madre de 15mg/L. 2. Realizar un espectro de absorción para el Rojo 40 utilizando la solución de 15mg/L. Medir la absorbancia desde 485 hasta 515 nm cada 5 nm. Curva de Estandarización
2.1 3 6 9 12
Vol. Sln. Madre(mL) 3.5 5 10 15 20
15
25
Conc. (μg/ mL)
Vol. final (mL)
25 25 25 25 25 25
Utilizar como blanco agua destilada. 3. Armar el siguiente equipo:
15
87 C 4. Determinar el volumen de distribución (Va) del “cuerpo” (A) y (Vb) del “cuerpo”
(B).
5. Graduar la llave de paso del depósito de solvente puro, de manera que la rapidez de flujo sea alrededor de 15 + 1 mL/min. 6. Determinar en el espectrofotómetro UV/VIS a una longitud de onda óptima (aproximadamente 500 nm), la absorbancia para calcular la concentración exacta de la solución en mg/L. 7. Colocar en el beaker A un volumen de solución de Rojo 40 igual a Va y en el beaker B un volumen de agua equivalente a Vb. Iniciar el proceso y tomar muestras de 5 mL del recipiente A y del recipiente B a los 3, 6, 9, 12, 15, 20, 25, 30, 40, 50 y 60 minutos. Leer la absorbancia, devolver el contenido y continuar con el proceso. La agitación debe ser continua. 8. El recipiente C; que representa el “sitio de excreción urinaria”, es una probeta de 50 mL, la cual debe sustituirse por otra en cuanto se complete el volumen. Anote cuidadosamente los tiempos de recolección de los volúmenes “excretados” y
determine su absorbancia. Bibliografía
1. Berrocal, L. ; Fonseca, L. Farmacocinética. Universidad de Costa Rica. Costa Rica: 2009; pp 65-77. 2. www.boomer.org/c/p1 3. Gibaldi, M.; Perrier, D.: Farmacocinética. Ed. Reverté S.A., España, 1982, pp. 28-32. 4. Shargel, L.: A~olied Biopharmaceutics and Pharmacokinetics. Appleton Century Crofts, New York, 1980, pp. 138-149.
88
PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE UTILIZACIÓN DE UN MODELO HIDRÁULICO PARA R EPRESENTAR UN MODELO FARMACÉUTICO “IN VITRO” (VÍA ORAL) Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:_______________________ Objetivo General
Objetivos específicos
Esquema del procedimiento
Resultados Cuadro I Curva de Calibración del Rojo 40 Disuelto en Agua Concentración (μg/mL)
Ecuación: r:
r2
Absorbancia (UA)
89
Cuadro II
Cuadro III
Concentración “Intestinal”
Cantidad de Rojo 40 Excretado en Orina
de Rojo 40
Tiempo Absorbancia (min) (UA)
Concentración plasmática (Cp) (ug/mL)
Tiempo Absorbancia (min) (UA)
3
3
6
6
9
9
12
12
15
15
20
20
25
25
30
30
40
40
50
50
60
60
Concentración plasmática (Cp) (ug/mL)
90
Cuadro IV Datos de excreción urinaria analizados or el método de velocidad de excreción
Cuadro V Cantidad de fármaco por ser excretado
Δ Aex.acum
Δt 3
Δ Aex.acum Δt
tmid t (hrs)
3 3 3 3 3
3 6 9 12 15
3
18
3
21
3
24
3
27
3
30
3
33
3
36
3 3 3 3
39 42 45 48 51
3
54
3
57
3
60
Aex-Aex.acum
91
Cuadro VI Concentración plasmática en el cuerpo
Tiempo (min)
Absorbancia (UA)
Concentración plasmática (Cp) (ug/mL)
3 6 9 12 15 20 25 30 40 50 60
En el reporte debe aparecer : 1. Esquema del procedimiento. 2. Observaciones. 3. Resultados: - Curva de calibración y su gráfica. - Tabla concentración estomacal vrs t y su gráfica (milimétrico y semilog) - Tabla concentración plasmática vrs t y su gráfica (milimétrico y semilog) - Tabla de cantidad exc. acum. Vrs t y su gráfica - Tabla de V de exc. vrs t mid y su gráfica(semilog) - Tabla de cantidad remanente por ser excretada vrs t y su gráfica (semilog) - Valor de Ka estomacal, en cuerpo y en orina (por ambos métodos) - Valor de Kel en cuerpo y en orina (por ambos métodos) y Kel teórica. 4 Discusión y Conclusiones
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Materiales Laboratorio semanas 8 y 9. Número de estudiantes máximo por Mesa 4 Práctica Modelo In vitro de Absorción Oral Número Máximo de Mesas por Laboratorio 4 Número Máximo de Mesas por Laboratorio 4 Materiales Balones aforados 25,00 mL Beakers 150 mL Beaker 250 mL Beaker 400 mL Modelo Hidráulico de la figura que consta de 1 prensa de tornillo, un recipiente intestino, un recipiente del cuerpo, 1 recipiente de agua, gradas de madera o pedestales metálicos suficientes tres mangueras de hule ( ver figura) Agitador Calentador magnético Pastilla agitación Gotero vidrio Pipeta graduada 5,00 mL Pipeta graduada 10,00 mL Pipeta graduada 25,00 mL Probetas 50,0 mL Probeta 1000,0 mL Pizeta con agua destilada 100 mL Espectrofotómetro UV-Visible Cubetas Visible Beaker lavados 100 mL Peras Agua Solución Rojo vegetal 15 mg/L Papel toalla Cronometro
Cantidad por Mesa de laboratorio 5 2 1 1 1
2 2 1 2 1 1 3 1 1 1 2 1 3 Fuente continua 500 mL 1 Rollo 1
Preparación Reactivos Solución Madre Rojo Vegetal 100 mg /L A partir de una solución al 5% de Rojo Vegetal No 40 tomar 10 gotas en un balón aforado de 200,00 mL y llevarlo a volumen con agua destilada. Solución de Rojo Vegetal 15 mg/L Tomar 150,0 mL medidos en probeta de la solución madre (100 mg/L) y colocarlos en un balón aforado de 1000,00 mL y llevarlo a volumen con agua destilada.
93
Figura 2 Modelo Vía Oral monocompartimental
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PRÁCTICA NO 6 MODELO IN VITRO DE LIBERACIÓN PERCUTANEO Objetivo General: Describir mediante un modelo in vitro los cálculos biofarmacéuticos de liberacion percutánea para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Demostrar experimentalmente la variación de la liberación de un fármaco en “piel” al pasar el tiempo utilizando medios de disolución diferente. Mostrar esquemáticamente el proceso de liberación percutanea de drogas en caso de su administración mediante diferentes vehículos. Calcular experimentalmente la cinética de liberación de diferentes vehículos y compararla entre si. Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación Un preparado percutáneo es el que permite administrar un fármaco por aplicación directa sobre la piel, con fines terapéuticos locales o sistémicos. Antiguamente se daba tal importancia al concepto de la piel como “barrera biológica” que la absorción sistémica de fármacos a través de l as estructuras de la
piel era considerada más bien un accidente derivado de la aplicación, y debía minimizarse. Este fenómeno debía impedirse para evitar la aparición de efectos secundarios o sensibilizantes. Actualmente, las investigaciones acerca de la permeación transdérmica han puesto de manifiesto que la piel puede utilizarse como una vía de administración de fármacos para tratamientos sistémicos formulados en sistemas de administración transdémica (SAT). A pesar de que la administración por vía percutánea (piel), la absorción se da a través de un sistema de barreras heterogéneas.
95
En la Figura 2.9 se esquematizan los proceso que sufre el fármaco tras su aplicación tópica para lograr el objetivo terapéutico. La aplicación tópica puede resumirse como sigue: a) Liberación: Es el proceso por el cual el fármaco queda retenido en la superficie de la piel, generalmente por uniones fisicoquímicas, a componentes cutáneos de elevado peso molecular (queratina, melanina, etc.). b) Permeación: Consiste en el paso del fármaco a través de la piel por difusión desde una capa histológica a otra estructuralmente distinta. c) Absorción: La absorción es el proceso que sufre el fármaco, tras su aplicación sobre la piel, para acceder a la circulación sistémica. La tasa de absorción de un fármaco de uso tópico depende de la vascularización y del grosor de la piel, por lo cual será mayor en las áreas cutáneas con epidermis fina y de fuerte irrigación sanguínea y menor en las zonas con epidermis gruesa y limitado número de vasos. Desde un punto de vista biofarmaceútico deben diferenciarse las formulaciones dermatológicas. Las primera se aplican sobre membranas a través de las cuales el fármaco puede acceder con cierta facilidad a la circulación sistémica (óticos, oftálmicos, nasales, rectales, uretrales, vaginales). Las segundas corresponden a formulaciones para ser aplicadas sobre la piel y el cuero cabelludo en la cuales el fármaco que contienen tiene gran dificultad de acceder a la circulación sistémica, y están etiquetadas como formulaciones de uso externo.
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Figura 1. Tipos de inyección extravascular de uso más frecuente (I.D.: intradérmica, S.C.: subcutánea, I.M.: intramuscular, I.V.: intravenosa) Repaso anatomofisiológico de la piel
La piel recubre toda la superficie del cuero y representa aproximadamente el 5% del peso corporal. Desempeña un papel importante en la regulación térmica, en la detección de los estímulos exteriores y en la excreción de materiales de desecho y toxinas. El tegumento está formado por tres capas superpuestas: epidermis, dermis(contiene vasos sanguíneos, linfáticos y terminaciones nerviosas) y tejido subcutáneo o hipodermis, Figura 2.10. De estas dos últimas estructuras nacen las glándulas sudoríparas y estructuras pilosebáceas. La epidermis La epidermis es un epitelio pavimentoso estratificado, de un espesor medio de 200 m, cuyas células se diferencian lentamente desde el interior hacia la superficie por el proceso de queratinización. Pueden distinguirse dos partes:
97
Figura 2 Procesos que sufre la droga después de la aplicación Tópica. a) Los estratos de Malpighi: Están en contacto con la dermis, poseen una intensa actividad metabólica que conduce a la multiplicación de sus células y permite la formación del resto de las células subyacentes. El contacto entre las células epidérmicas es sinuoso. El espacio intercelular es variable y relleno de un cemento constituido por glucosaminoglicanos, pero permite el paso de las sustancias nutritivas desde la dermis a través de la epidermis no vascularizada. Al final de la diferenciación de las células del cuerpo mucoso de Malpighi aparece la barrera de difusión al agua y a sustancias hidrosolubles. b) Estrato córneo: Está constituido por el conjunto de células muertas queratinizadas. Los estudios han demostrado que la membrana de la célula córnea constituye el elemento de protección más eficaz. Resiste a los agentes reductores queratolíticos, a la mayoría de las proteasas, a los compuestos alcalinos y a los ácidos. Esta resistencia no sólo está asegurada por puentes disulfuro, sino también por otros enlaces covalentes, mal conocidos, entre las moléculas. La hidratación se produce lentamente por ósmosis a través de los lípidos intercelulares. El agua es indispensable para mantener las propiedades mecánicas de la capa córnea. En condiciones normales dicha capa contiene de 10-20 %.
98
Esta capa representa la verdadera barrera que se opone el paso a través de la piel de los fármacos. Si se elimina el estrato córneo, el resto de la epidermis se comporta como cualquier otra capa mucosa (sublingual, intestinal, etc.) de modo que el paso de los fármacos a través de esta estructura se realiza, igual que en el caso de otra mucosas, por difusión pasiva; sólo que más lento por las características particulares de la estructura de la epidermis. La dermis y la hipodermis La dermis es un tejido conjuntivo fibroso de un espesor medio de 3-5 mm, cuya función principal es la nutrición de la epidermis. Se pueden distinguir dos capas anatómicas: la capa papilar, que consiste en tejido flojo situado debajo justo de la hipodermis y la capa reticular profunda que es un tejido conjuntivo denso. Los plexos sanguíneos y linfáticos están situados en la zona papilar a una profundidad media de 100-200 m. La hipodermis, tejido conjuntivo flojo, contiene numerosos panículos adiposos así como los glomérulos de las glándulas sudoríparas. Los anexos cutáneos Los anexos de la piel son las estructuras pilosebáceas y las glándulas sudoríparas. Cada pelo proviene de una invaginación de la epidermis que se hunde en la dermis constituyendo la vaina epitelial externa del pelo. En su extremidad profunda inserta, mediante su bulbo, sobre una papila muy vascularizada del tejido conjuntivo dérmico. La vaina epitelial interna rodea el pelo desde su raíz hasta el nivel de desembocadura de la glándula sebácea. Los fármacos pueden atravesar la piel a través de estos conductos y si alcanzan la zona no queratinizada difunden a través del sebo intrafolicular, en un caso, y de la secreción sudoral, en otro, llegando a la dermis y absorbiéndose sin necesidad de atravesar el estrato córneo.
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De acuerdo con lo expuesto, teóricamente pueden considerarse dos vías fundamentales para explicar el paso de los fármacos a través de la piel: Transepidérmica, es decir, a través del estrato córneo, con sus dos vertientes: intercelular e intracelular. Transpendicular, que a su vez puede desglosarse en: a) Transfolicular, a través de los folículos pilosos y las glándulas sebáceas. b) Transudorípara, a través de los conductos y glándulas sudoríparas. c) SISTEMAS TRANSDÉRMICOS En función de sus características físicos químicas y de otros factores dependientes de la tecnología farmacéutica y de la formulación, diversos fármacos quedan retenidos en la superficie de la piel sin prácticamente penetrar en el interior de la misma; en estos casos el fármaco queda adsorbido en la piel. En otros casos, tras su aplicación sobre la piel mediante formulación adecuada, el fármaco permea a través de la piel hasta un cierto nivel, quedando retenido antes de atravesar. Las formas más comúnmente utilizados para la administración de sistemas de liberación convencional y modificado es la oral. Hay razones obvias para esto, al menos no por la aceptación del paciente y la facilidad de administración. Se han diseñado de esta manera diferentes formas de dosificación de liberación modificada, como bombas osmóticas, oral (OROS ®). Las ventajas de liberación modificada, además de la vía oral, también están orientados a las formas farmacéuticas destinadas a las diferentes vías de administración: los insertos oculares (Ocurset ®), y los parches transdérmicos. En cuanto a los sistemas transdérmicos, hay varios tipos: desde parches simples llamadas "planas" (que liberan el fármaco durante un corto período de tiempo) a lo complejo compuesto por cuatro capas: un aislante externo, un depósito que contiene el medicamento, membrana de polipropileno poroso que controla el ritmo de la liberación lenta y continua, y, finalmente, una última capa a través de una grasa solvente que permite que el medicamento llegue hasta la capa profunda de la piel en la que hay vasos sanguíneos.
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El paso del principio activo a través de la piel - llamado por esta razón, transdérmica - ofrece muchas ventajas a partir de una concentración plasmática constante. La sustancia penetra directamente en el torrente sanguíneo durante un periodo prolongado y sin cambios significativos. Esto evita sobrecargar el cuerpo y no se quede al descubierto por la acción de la droga después de un par de horas como es habitual con las tabletas. Además, la vía transdérmica también ofrece el doble beneficio de reducir la pérdida de ciertas sustancias farmacológicas sobre el metabolismo del hígado y de no ser interferido con los alimentos. En resumen, los sistemas transdérmicos son un tipo de administración mucho más racional y útil sobre todo para los que tienen que seguir el tratamiento a largo va a encontrar la supervisión a veces accidental. El único inconveniente de estos productos es el enrojecimiento de la zona tratada. EJEMPLOS DE SISTEMAS TRANSDÉRMICOS Los sistemas transdérmicos terapéuticos (o parches) son sistemas que se multilaminado aplica a la piel al tacto, como los parches normales. A pesar de que pertenecen a tipos diferentes, tienen algunos elementos comunes: un respaldo , una capa impermeable que sirve de apoyo y protección, y no permite la dispersión del ingrediente activo exterior, una capa adhesiva, que permite la colocación del parche una parte del cuerpo y lo mantiene en su lugar durante la aplicación, y la eliminación de la medicación. Ofrecen la ventaja de no ser "invasiva" para el paciente, ya que se aplican a la piel como un simple parche. Por esta razón, los medicamentos que se comercializan en forma de parches transdérmicos son muy numerosas (por ejemplo, la escopolamina, la nitroglicerina, el estradiol, la nicotina clonidina, la testosterona, y el fentanilo, este último utilizado en el tratamiento del dolor). Nitroderm ®: sistema terapéutico transdérmico que contiene nitroglicerina para la prevención de la angina de pecho de la crisis. Es consta de cuatro capas: Una capa impermeable de la cubierta externa; Sujeto a la nitroglicerina en vaselina y el poliisobutileno; Una membrana microporosa de polipropileno, que regula el suministro de la droga;
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Una capa adhesiva dermofila protegida por una película de poliéster recubierto de silicona que se quita antes del empleo. La membrana microporosa proporciona el paso continuo y regular de la nitroglicerina, a través de las capas de la piel (absorción percutánea) en la sangre, evitando así la inactivación de sufrir el hígado por vía oral. En las dos horas siguientes a la solicitud se consiguen concentraciones constantes de plasma, que son directamente proporcionales a la superficie de contacto del sistema. A pesar de la baja vida media biológica de la nitroglicerina, el sistema le permite mantener una concentración antianginosos constante y prolongado hasta que se sustituye, es decir, 24 horas después de la aplicación. En el caso de aplicaciones repetidas, no hay acumulación. transcop ®: escopolamina parche transdérmico que contiene para el tratamiento de los trastornos de mareo (náuseas y vómitos). Se ve como un círculo delgado (alrededor de 2,5 cm la sección 2 , el espesor de 0,2 mm) que se aplica a la piel de la oreja (izquierda). Este sistema consta de cuatro capas similares a los Nitroderm. Sin embargo, la capa de adhesivo se compone de vaselina y contiene poliisobutileno con una dosis de carga de escopolamina. Inicialmente la capa de adhesivo libera la dosis inicial de carga de escopolamina que satura el área de la piel detrás del oído, lo que lleva rápidamente a los niveles plasmáticos necesarios para lograr el efecto terapéutico. Posteriormente, la dosis de escopolamina contenida en la capa de las reservas (1,5 mg), es cedida por la membrana microporosa con una tasa de entrega programada constante por tres días, siendo gradualmente absorbidos transdérmicamente para mantener los niveles estables a lo largo este período.
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Procedimiento 1. Realizar un espectro de absorción para el Diclofenaco Sódico utilizando la solución de 100 ppm. Medir la absorbancia desde 200 hasta 300 nm cada 5 nm. 2. Realizar una curva de calibración de diclofenaco sódico a la longitud de onda óptima con concentraciones de 10, 20 30 40 y 50 ppm. Curva de Estandarización Conc. (μg/ mL)
Vol. Sln. Madre(mL)
Vol. final (mL)
Utilizar como blanco agua destilada. 3. Colocar una porción de parche de Diclofenaco correspondiente a 100 cm2 en cada uno de los seis soporte del vidrio reloj adaptado con una membrane de cedazo. 4. Llenar el vaso del disolutor con 900 mL del medio de disolución, pH 7,5, 6,8, 5,5 o agua destilada. Llevar a 37 °C. 5. Colocar el soporte con el parche dentro del vaso del disolutor al mismo tiempo y con una velocidad de 50 RPM. 6.Tomar 10 mL de muestra cada 4 minutos y medirles la absorbancia a la longitud de onda óptima. Devolver el contenido de la muestra tomada al vaso del disolutor. 8. Sacar un promedio de las absorbancias y de las concentraciones obtenidas y calcular sus respetivas desviaciones estándar para cada punto. 9. Hacer un gráfico de absorbancia vs tiempo, concentración vs tiempo y cantidad acumulada contra el tiempo en papel cuadriculado. 10. Modele la cinética de liberación según las instrucciones del docente a cargo.
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Bibliografía
5. Berrocal, L; Fonseca, L. Farmacocinética. Universidad de Costa Rica. Costa Rica: 2009; pp 65-77. 6. www.boomer.org/c/p1 7. Gibaldi, M.; Perrier, D.: Farmacocinética. Ed. Reverté S.A., España, 1982, pp. 28-32. 8. Shargel, L.: Aolied Biopharmaceutics and Pharmacokinetics. Appleton Century Crofts, New York, 1980, pp. 138-149.
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PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE MODELO “IN VITRO” DE LIBERACIÓN PERCUTÁNEA Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:_______________________ Objetivo General
Objetivos específicos
Esquema del procedimiento
Resultados Cuadro I Curva de Calibración del Diclofenaco Sódico Disuelto en Agua Concentración (μg/mL)
Ecuación: r:
r2
Absorbancia (UA)
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Cuadro I Determinación de la cantidad Liberada de Diclofenaco con el tiempo medio de disolución____________ Tiempo Abs 1 minutos
Abs 2
Abs 3
Abs 4
Abs 5
Abs 6
Promedio Desviación Estándar
Cuadro II Determinación de la cantidad Liberada de Diclofenaco con el tiempo medio de disolución____________ Tiempo Conc Conc Conc Conc Conc Conc Promedio Desviación minutos ug/mL1 ug/mL2 ug/mL3 ug/mL4 ug/mL5 ug/mL6 estándar
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Cuadro III Determinación de la cantidad Liberada acumulada de Diclofenaco con el tiempo medio de disolución____________ Tiempo Can minutos acu ug 1
Can acu ug 2
Can acu ug 3
Can acu ug 4
Can acu ug 5
Can acu ug 6
Promedio Desviación estandar
Cálculos debe indicar los r2 de los modelos cinéticos de liberación solicitados
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Discusión y Conclusiones indique a cuál modelo mejor se ajustan sus datos y porque. Investigue en la literatura.
1. Esquema del procedimiento. 2. Observaciones. 3. Resultados: - Curva de calibración y su gráfica. - Tabla concentración estomacal vrs t y su gráfica (milimétrico y semilog) - Tabla concentración plasmática vrs t y su gráfica (milimétrico y semilog) - Tabla de cantidad exc. acum. Vrs t y su gráfica - Tabla de V de exc. vrs t mid y su gráfica(semilog) - Tabla de cantidad remanente por ser excretada vrs t y su gráfica (semilog) - Valor de Ka estomacal, en cuerpo y en orina (por ambos métodos) - Valor de Kel en cuerpo y en orina (por ambos métodos) y Kel teórica. 4 Discusión y Conclusiones
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Materiales Laboratorio semana 6 y 7. Número de estudiantes máximo por Mesa 4 Práctica Sistemas de liberación Percutánea Número Máximo de Mesas por Laboratorio 4 Materiales Vidrio Reloj con un cedazo adosado de 100 cm2 Beaker 250 mL Beaker 400 mL Beaker 25 mL Disolutor 6 Vasos 900 mL Beaker 1000 mL Jeringas 10 mL con filtro de 10 micras Agitador Calentador magnético Pastilla agitación Gotero vidrio Pipeta volumétrica 5,00 mL Pipeta volumétrica 10,00 mL Pipeta graduada 25,00 mL Pizeta con agua destilada 100 mL Espectrofotómetro UV-Visible Cubetas cuarzo Beaker lavados 100 mL Peras Agua Parche Diclofenaco Sódico Berifen ® Sln HCl 0,1 mol Litro Sln Amortiguadora de fosfatos pH 6,8 0,02 M Sln Amortiguadora de fosfatos pH 7,5 0,02 M Agua Destilada Papel toalla Cronometro pHmetro Tijeras Termómetro de 0 a 100 °C
Cantidad por Mesa de laboratorio 2 1 1 2 1 1 2 2 2 1 2 1 1 1 1 2 1 3 Fuente continua 2 8 litros por Lab 8 litros por Lab 8 litros por Lab 2 Litros 1 Rollo 1 1 1 1
Materiales curva de Calibración Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Balones aforados 100,00 mL 5 Pipeta graduada 10,00 mL 1 Bureta 50,00 mL 1 Soporte metal 1 Prensa universal 1
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Goteros de vidrio Espectrofotómetro UV -Visible Cubetas cuarzo ultravioleta Pizeta con agua destilada 100 mL Beaker lavados 100 mL Solución Diclofenaco sódico 500 microgramos /mL Agua destilada Papel Toalla
6 1 2 1 1 100 mL 1 Litro 1
Preparación Reactivos Solución Madre Diclofenaco sódico 500 mg /L Pesar exactamente y aproximadamente una cantidad equivalente a 0,5 gramos de Diclofenaco Sódico y trasvasarlo a un balón de 1 litro, llevar a volumen con agua destilada. Etiquetar correctamente. Solución HCl 0,1 mol/Litro Medir exactamente 8,5 mL de una solución concentrada de HCl al 37% p/p y una densidad de 1,18 g/mL, Colocar la cantidad medida en balón aforado de 1 Litro y llevar a volumen con agua destilada. Solución Amortiguadora de Fosfatos pH 6,8 0,02 M. Pesar exactamente y aproximadamente el equivalente de 1,42 gramos de Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M. Solución Amortiguadora de Fosfatos pH 7,5 0,02 M. Pesar exactamente y aproximadamente el equivalente de 1,80 gramos de Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M.
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PRÁCTICA NO 7 MODELO IN VITRO DE LIBERACIÓN ORAL Objetivo General: Describir mediante un modelo in vitro los cálculos biofarmacéuticos de liberación oral para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Demostrar experimentalmente la variación de la liberación de un fármaco en “el tracto gastrointestinal” al pasar el tiempo utilizando medios de disolución diferente. Mostrar esquemáticamente el proceso de liberación por vía oral de drogas en caso de su administración mediante diferentes vehículos. Calcular experimentalmente la cinética de liberación de diferentes formas farmacéuticas en diferentes vehículos y compararla entre si. Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación Los comprimidos pueden ser convenientemente clasificados según su destino: Comprimidos o Cápsulas simples o recubiertos (grageas): para ser tragado como tal; Comprimidos masticables: hay que masticar antes de tragar; Tabletas sublinguales: se absorben por la mucosa lingual (nitroglicerina, por ejemplo); Comprimidos solubles: deben ser disueltos en agua Tabletas de implantes estériles; Tabletas para el uso de supositorios vaginales, Comprimidos o Capsulas de Liberación prolongada Comprimidos de Liberación Modificada
Para transformar los polvos o gránulos en forma de tabletas, hay que añadir
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excipientes adecuados que promueven la compresión, la obtención de un volumen adecuado, una compactación, etc. En algunos casos, puede comprimir el polvo directamente sin haber tenido que convertirlo en gránulos, sin embargo, este proceso está mal aplicado porque la segregación puede ocurrir durante el proceso. Los ingredientes utilizados para la preparación de tabletas se clasifican como sigue: diluyentes: aumento de la masa de aire comprimido que permite la consecución de un volumen adecuado para poder trabajar. agregantes se utiliza para agregar los gránulos. Además, se necesitan disolventes, evaporación, ejercen un adhesivo (agua o alcohol), lubricantes: mejorar la viabilidad del polvo, evitando que se pegue a la maquinaria y la reducción de la fricción entre las partículas y el molde, de hecho, durante la compresión mecánica, la fricción puede ser tan elevada como para alcanzar las temperaturas de polvo cerca de 70 º C. deslizantes: estos agentes se interponen entre las partículas de polvo o gránulos que se añaden a llenar las cavidades irregulares presentes en su superficie, de esta manera, la forma de polvos o gránulos se hace más regular y reduce la fricción. antiadherentes: reducir la adherencia entre las pastillas y mueren (o golpe), lo que permite una fácil extracción. Se necesita talco, aceite mineral, ácido esteárico, estearatos de Ca, Mg, etc. desintegrante: disminuye el tiempo de desintegración de los comprimidos. La forma, tamaño y diámetro de los comprimidos no sólo depende de la cantidad de sustancia, aunque el uso que se pretende la tableta. Las tabletas normales de compresión de romper con una fuerza de 40 a 80 N, 100-200 tabletas de N resistir porque tienen que ser absorbidos. Comprimidos sublinguales se utilizan para las sustancias que se absorben lentamente y completamente a través de la mucosa oral (por ejemplo, la nitroglicerina, metiltestosterona), en este caso, los transportistas deben ser tan insípido como sea posible para evitar la estimulación de la deglución. Los comprimidos efervescentes y tienen una resistencia variable como un requisito importante, es necesario que no enturbia el agua utilizada para disolver, por lo que el uso de sustancias como NaCl y benzoato de sodio, evitando los lubricantes, deslizantes y anti-tack-, siendo insoluble, sería a flote. Los ingredientes de las tabletas masticables requieren excipientes del tipo manito, que proporciona una resistencia adecuada combinada con una sensación de enfriamiento (debido calor de disolución negativo). Los comprimidos pueden ser revestidos adecuadamente a fin de enmascarar
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los olores y sabores desagradables, para protegerlos de la humedad y la oxidación, para controlar la liberación de la sustancia activa, o para obtener una gastroreistente cobertura. La granulación, a veces, puede ser destinado exclusivamente a mejorar la apariencia. . RECUBRIMIENTOS GASTRORRESISTENTES Y RECUBRIMIENTOS PARA LA LIBERACIÓN CONTROLADA Este recubrimiento se utiliza cuando el ingrediente activo es alterado por los jugos gástricos o porque se requiere que la droga sólo deba ser absorbida en el intestino, o para mantener una mayor duración de acción. El tipo de sustancias utilizadas en estos recubrimientos depende de si se desea conseguir una acción sólo retrasa o gastrointestinal, por este último, se debe utilizar sustancias no degradables en el ambiente ácido del estómago, pero si " en el de neutro o alcalino intestino. Las técnicas de procesamiento siempre implican el uso de un disolvente orgánico que se evapora dejando una película con las propiedades necesarias. El recubrimiento puede ser de dos tipos: Con sólo la función mecánica de la pantalla para disminuir la liberación del principio activo. Para ello, es común el uso de derivados de celulosa (oxipropil-etil-celulosa, etc.) O el PEG y sus derivados, y el PVP. Gastroresistente, que se disuelven sólo en el intestino. Por lo general, estas sustancias contienen grupos éster que se hidroliza en el intestino, pero no en el estómago, por ejemplo. Es común el uso de salicilato de fenilo (salol) que es un éster hidrolizable sólo a pH alcalino o neutro, o algunas ceras naturales . Estas sustancias pueden ser hidrolizados principalmente por la acción de ciertas enzimas (lipasas). También se utilizan sustancias proteicas (por ejemplo, la queratina), que sufren el ataque de las enzimas proteolíticas activas a pH> 6. Estas sustancias tienen una baja solubilidad en agua y son capaces de recubrir las tabletas. Procedimiento 1. Realizar un espectro de absorción para el Diclofenaco Sódico utilizando la solución de 100 ppm. Medir la absorbancia desde 200 hasta 300 nm cada 5 nm. 3. Realizar una curva de calibración de diclofenaco sódico a la longitud de onda óptima con concentraciones de 10, 20 30 40 y 50 ppm. Curva de Estandarización
113 Conc. (μg/ mL)
Vol. Sln. Madre(mL)
Vol. final (mL)
Utilizar como blanco agua destilada. 3. Colocar una forma farmacéutica de diclofenaco en cada vaso del disolutor en total dos de 50 mg , dos de 100 mg y 2 de 150 mg, en cada medio de disolución. 4. Llenar el vaso del disolutor con 900 mL del medio de disolución, pH |,0, 7,5, 6,8, 5,5 o agua destilada. Llevar a 37 °C. 5. Colocar cada forma farmacéutica dentro del vaso del disolutor al mismo tiempo y con una velocidad de 50 RPM. 6.Tomar 10 mL de muestra cada 4 minutos por hora y media y medirles la absorbancia a la longiud de onda óptima. Devolver el contenido de la muestra tomada al vaso del disolutor. 11. Sacar un promedio de las absorbancias y de las concentraciones obtenidas y calcular sus respectivas desviaciones estándar para cada punto. 12. Hacer un gráfico de absorbancia vs tiempo, concentración vs tiempo y cantidad acumulada contra el tiempo en papel cuadriculado para cada forma forma farmacéutica en cada medio de disolución. 13. Modele la cinética de liberación según las instrucciones del docente a a cargo de cada forma farmacéutica en cada medio de disolución. Bibliografía 9. Berrocal, L. ; Fonseca, L. Farmacocinética. Universidad de Costa Rica. Costa Rica: 2009; pp 65-77. 10.www.boomer.org/c/p1 11.Gibaldi, M.; Perrier, D.: Farmacocinética. Ed. Reverté S.A., España, 1982, pp. 28-32. 12.Shargel, L.: Aolied Biopharmaceutics and Pharmacokinetics. Appleton Century Crofts, New York, 1980, pp. 138-149.
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PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE MODELO “IN VITRO” DE LIBERACIÓN ORAL Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:_______________________ Objetivo General
Objetivos específicos
Esquema del procedimiento
Resultados Cuadro I Curva de Calibración del Diclofenaco Sódico Disuelto en Agua Concentración (μg/mL)
Ecuación: r:
r2
Absorbancia (UA)
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Cuadro I Determinación de la cantidad Liberada de Diclofenaco comprimido de ______ mg con el tiempo en el medio de disolución____________ Tiempo Abs 1 minutos
Abs 2
Abs 3
Abs 4
Abs 5
Abs 6
Promedio Desviación Estandar
Cuadro II Determinación de la cantidad Liberada de Diclofenaco comprimido de ______ mg con el tiempo en el medio de disolución____________ Tiempo minuto s
Conc ug/mL 1
Conc ug/mL 2
Conc ug/mL 3
Conc ug/mL 4
Conc ug/mL 5
Conc ug/mL 6
Promedi o
Desviació n estandar
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Cuadro III Determinación de la cantidad Liberada acumulada de Diclofenaco comprimido de ______ mg con el tiempo en el medio de disolución____________ Tiempo Can minutos acu ug 1
Can acu ug 2
Can acu ug 3
Can acu ug 4
Can acu ug 5
Can acu ug 6
Promedio Desviación estandar
Cálculos debe indicar los r2 de los modelos cinéticos de liberación solicitados
Discusión y Conclusiones indique a cuál modelo mejor se ajustan sus datos y porque. Investigue en la literatura.
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1. Esquema del procedimiento. 2. Observaciones. 3. Resultados: - Curva de calibración y su gráfica. - Tabla concentración estomacal vrs t y su gráfica (milimétrico y semilog) - Tabla concentración plasmática vrs t y su gráfica (milimétrico y semilog) - Tabla de cantidad exc. acum. Vrs t y su gráfica - Tabla de V de exc. vrs t mid y su gráfica(semilog) - Tabla de cantidad remanente por ser excretada vrs t y su gráfica (semilog) - Valor de Ka estomacal, en cuerpo y en orina (por ambos métodos) - Valor de Kel en cuerpo y en orina (por ambos métodos) y Kel teórica. 4 Discusión y Conclusiones
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Materiales Laboratorio semana 8 y 9. Número de estudiantes máximo por Mesa 4 Práctica Sistemas de liberación oral Número Máximo de Mesas por Laboratorio 4 Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Beaker 250 mL 1 Beaker 400 mL 1 Beaker 25 mL 2 Disolutor 6 Vasos 900 mL 1 Beaker 1000 mL 3 Jeringas 10 mL con filtro de 10 2 micras Agitador Calentador magnético 2 Pastilla agitación 2 Gotero vidrio 1 Pipeta volumétrica 5,00 mL 2 Pipeta volumétrica 10,00 mL 1 Pipeta graduada 25,00 mL 1 Pizeta con agua destilada 100 mL 1 Espectrofotómetro Espectrofot ómetro UV-Visible 1 Cubetas cuarzo 2 Beaker lavados 100 mL 1 Peras 3 Agua Fuente continua Tableta 50 mg mg Diclofenaco Sódico 4 Berifen® Capsula 100 mg Diclofenaco Diclofen aco Sódico 4 Berifen® Tableta 150 mg Diclofenaco Sódico 4 Acterid® Sln HCl 0,1 mol Litro 8 litros por Lab Sln Amortiguadora Fosfatos pH 6,8 8 litros por Lab 0,02 mol /Litro Sln Amortiguadora Fosfatos pH 7,5 8 litros por Lab 0,02 mol /Litro Agua Destilada 10 Litros Papel toalla 1 Rollo Cronometro 1 pHmetro 1 Termómetro de 0 a 100 °C 1 Materiales curva de Calibración Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Balones aforados 100,00 mL 5 Pipeta graduada 10,00 mL 1 Bureta 50,00 mL 1 Soporte metal 1
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Prensa universal Goteros de vidrio Espectrofotómetro UV -Visible Cubetas cuarzo ultravioleta Pizeta con agua destilada 100 mL Beaker lavados 100 mL Solución Diclofenaco sódico 500 microgramos /mL Agua destilada Papel Toalla
1 6 1 2 1 1 100 mL 1 Litro 1
Preparación Reactivos Solución Madre Diclofenaco sódico 500 mg /L Pesar exactamente y aproximadamente una cantidad equivalente a 0,5 gramos de Diclofenaco Sódico y trasvasarlo a un balón de 1 litro, llevar a volumen con agua destilada. Etiquetar correctamente. Solución HCl 0,1 mol/Litro Medir exactamente 8,5 mL de una solución concentrada de HCl al 37% p/p y una densidad de 1,18 g/mL, Colocar la cantidad medida en balón aforado de 1 Litro y llevar a volumen con agua destilada. Solución Amortiguadora de Fosfatos pH 6,8 0,2 M. Pesar exactamente y aproximadamente el equivalente de 1,42 gramos de Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M. Solución Amortiguadora de Fosfatos pH 7,5 0,02 M. Pesar exactamente y aproximadamente el equivalente de 1,80 gramos de Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M.
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PRÁCTICA NO 8 MODELAJE DE LA CINÉTICA DE DISOLUCIÓN DE UNA FORMA FARMACÉUTICA ESFÉRICA
Objetivo General:
Describir mediante un modelo in vitro los cálculos biofarmacéuticos de la cinética de disolución para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Demostrar experimentalmente la cinética de disolución de una forma de dosificación esférica, como herramienta del modelaje de la cinética de formas farmacéuticas. Mostrar esquemáticamente el proceso de la cinética de disolución de una forma de administración esférica, como herramienta del modelaje de la cinética de formas farmacéuticas . Calcular experimentalmente la cinética de de disolución de una forma farmacéutica esférica y ajustarla a los modelos cinéticos clásicos. Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación Existen una serie de ecuaciones básicas que pueden representar las situaciones que se viven en la disolución de un fármaco, algunos de estos son: ORDEN CERO El orden cinético cero puede observarse en los casos en que se procura disolver una pequeña cantidad de producto sólido en un gran volumen de disolvente. En un sistema así, la cantidad del sólido es tan pequeña con relación al volumen total del líquido, que la concentración del fármaco disuelto no influye, prácticamente, en el proceso cinético y la reacción puede considerarse como de pseudoorden cero. En estos casos, la velocidad de disolución es independiente de la concentración del fármaco disuelto y puede presentarse cuando la cantidad disuelta no excede de un 10% de la solubilidad del producto en el disolvente (C<0,1 C,). También es posible observar este tipo de cinética en productos que se disuelven muy lentamente y en los cuales, si bien el orden total corresponde a
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un proceso de primer orden, la parte inicial de la curva de disolución corresponde a una cinética de pseudoorden cero. Si nos basamos en el esquema:
En el cual A representa la cantidad de substancia agregada inicialmente al sistema solvente, Q la cantidad de ésta en solución y k 0 la constante de velocidad de disolución de orden cero, la variación de Q en función del tiempo queda definida por la ecuación:
la cual por integración entre tiempo cero y t da: Qt = k0t ecuación en la que Qt es la cantidad de fármaco disuelto en un tiempo t. Conforme a esta expresión, la velocidad con que el sólido se disuelve en el disolvente es constante con el tiempo e independiente de la concentración del soluto. Luego, al representar la cantidad que se va disolviendo a diferentes tiempos (Qt) en función del tiempo, se obtiene un gráfico con una recta cuya pendiente o inclinación es la constante de velocidad del proceso, como se indica en la figura 1.
Fig. 1 Cantidad disuelta en función del tiempo en una cinética de orden cero.
122
En este modelo, la cantidad total de fármaco disuelto a tiempo infinito es y corresponde, teóricamente, a la cantidad A agregada inicialmente al medio de disolución. Sin embargo no siempre es igual a A, ya que cuando se trata de una forma farmacéutica pueden ocurrir principalmente dos casos: a) el principio activo no es cedido completamente a la solución por existir un cierto grado de retención por parte de los excipientes; y b) si bien se conoce la cantidad teórica que lleva la forma farmacéutica, ésta en la práctica puede experimentar variaciones propias de la manufactura o de las maquinarias procesadoras u otras variable como excesos permitidos agregados a la formulación para compensar posibles pérdidas. A pesar de que estas fluctuaciones suelen ser de escasa importancia, en la expresión de los resultados pueden ser importantes, sobre todo si se quiere determinar con precisión los parámetros de disolución. Conviene tener en cuenta esta consideración en la otra manera de expresar los resultados de disolución, que deriva, justamente, del conocimiento de la cantidad agregada inicialmente o de la cantidad disuelta a tiempo infinito. En este caso, la variación de A respecto al tiempo y la ecuación integrada son respectivamente:
At = k0t donde At es la cantidad de sólido que queda sin disolverse a tiempo t. Esta cantidad puede expresarse como porcentaje no disuelto y ser representada en función del tiempo, con lo cual, de la pendiente negativa se obtiene el valor de la constante de velocidad de disolución de orden cero. Si se considera que entonces:
es la cantidad de sólido disuelto a tiempo infinito,
Por lo que:
Luego, un gráfico de en función del tiempo, da una recta cuya inclinación corresponde a – k0.
123
En los estudios de cinética de disolución de formas farmacéuticas sólidas se plantea con mucha frecuencia el problema de que el principio activo incluido en ellas no se disuelve totalmente en el medio de disolución. Esto sucede especialmente cuando se estudia la velocidad de disolución ce fármacos en formas farmacéuticas, como comprimidos o cápsulas, donde, por razones obvias, no es posible fraccionar dicha forma. Una manera de salvar este inconveniente es tomando como la cantidad máxima del fármaco que es capaz de disolverse en el líquido de disolución, determinando previamente la solubilidad de aquel en este medio y a la temperatura del experimento. Esta manera de proceder no es de aceptación de algunos investigadores ya que, con el objeto de mantener las condiciones "sink" del ensayo, se considera que no más del 20% del fármaco debería ser disuelto en el medio líquido. La manera más corriente es expresar los resultados de disolución considerando el tiempo necesario para que se disuelva un cierto porcentaje del sólido, generalmente un 50% de éste (t 50%). En una cinética de orden cero, el t 50% de disolución está relacionado con la constante de velocidad de disolución por la expresión siguiente:
-----------------------------------------------Gibaldi y Feldman, han establecido que bajo condiciones "sink", por extracción continua de la porción disuelta mediante una fase orgánica, la disolución sigue también una cinética de orden cero. Estas condiciones serían semejantes a las observadas "in vivo" donde, luego de la administración de un fármaco, éste se va absorbiendo a medida que se disuelve en el tracto gastrointestinal. La velocidad de aparición del fármaco en la fase acuosa puede expresarse por la ecuación: ------donde kP es la constante de velocidad de traspaso del fármaco desde la fase acuosa hacia la fase orgánica del sistema. La integración de la ecuación conduce a:
................................. Para tiempo infinito, la expresión se reduce a:
124
-------------De manera que mientras más rápida es la velocidad de traspaso hacia la fase orgánica, menor es el período para lograr el estado de equilibrio. Por ejemplo, si Q es constante, dQ/dt=0. DISOLUCION QUE SIGUE UNA CINETICA DE PRIMER ORDEN Este tipo de cinética es probablemente la más frecuente en los métodos llamados "non sink". En estos métodos, a medida que la cantidad de fármaco al estado sólido va disminuyendo, la solución se va enriqueciendo con el soluto. Este mismo lecho crea, al ir aumentando la concentración de la solución, las condiciones para que el proceso aparezca como de primer orden , en el cual la velocidad de disolución es función de la concentración del fármaco disuelto. Si nos basamos en el esquema siguiente:
en que A es el fármaco agregado al medio de disolución o la cantidad de fármaco incluido en la forma farmacéutica en estudio; Q es la cantidad del fármaco que aparece en el líquido de disolución en forma disuelta, y k d la constante de velocidad de disolución de primer orden. Podemos establecer que la disminución de A en función del tiempo puede expresarse por la siguiente ecuación diferencial: ----------Si se integra esta ecuación entre los límites de tiempo cero y t, se obtiene: --------------------------donde At es la cantidad de fármaco no disuelto a tiempo t y A 0 s la cantidad de fármaco agregado inicialmente. Si se considera que la cantidad de fármaco agregado inicialmente, A 0 es igual a la cantidad de fármaco en solución luego de un tiempo infinito, tendremos que
por lo tanto:
125
--------------------Como la cantidad de fármaco que pasa en solución a tiempo t sería Q,, la cantidad de éste que va quedando sin disolverse a este mismo tiempo es: ---------------------------------------------------Si se reemplaza este valor en la ecuación se obtiene: ------------------------------------------Reordenando:
-----------------------------------------------
Por lo tanto:
-------------------------------------------------Expresada esta ecuación en forma logarítmica:
---------------------------------------
Luego , al construir un gráfico que relacione el logaritmo de con cl tiempo, se obtiene una recta con pendiente igual a  – kd /2,303, de la cual podemos caracterizar la constante de velocidad de disolución de primer orden, kd. Para presentar los resultados de disolución de manera gráfica, se relaciona el porcentaje del fármaco no disuelto y el tiempo; ya que:
Porcentaje no disuelto =
126
como lo indica la figura 2
Fig. 2 Gráfico de logaritmo del porcentaje no disuelto versus tiempo Cuando se trata de comprimidos farmacéuticos, la disolución suele comenzar de inmediato cuando el comprimido se pone en contacto con el líquido. Sin embargo, a menudo los puntos correspondientes a los tiempos iniciales no resultan ser lineales debido a la desintegración retardada de algunos comprimidos. Esta situación se presenta generalmente en cápsulas y grageas, en las cuales la disolución del principio activo comienza después de disolverse su cubierta gelatinosa o azucarada. En consecuencia, se obtienen perfiles de disolución como los indicados en las figuras 3 y 4.
Fig. 3 Gráfico del porcentaje de fármaco disuelto en función del tiempo en una forma farmacéutica sólida que presenta tiempo de latencia.
127
Fig.4 Gráfico del log del % no disuelto de fármaco en función del tiempo en una forma farmacéutica que presenta tiempo de latencia. En estas figuras, t 0 es el tiempo de latencia o de inducción, que representa el tiempo necesario para que la forma farmacéutica comience a ceder su principio activo. Luego, la ecuación que describe la cinética de disolución de productos que presentan un tiempo de latencia es:
----------------------------------------------------------Una manera práctica de obtener el valor de t 0 consistiría en extrapolar la recta exponencial hacia el eje de la cantidad no disuelta y determinar el t o por interpolación en el eje de la abcisa, como lo indica la figura 1.17. El tiempo de latencia puede obtenerse también a base de cálculo, si se conoce el valor de la pendiente o inclinación de la recta exponencial (m) y el intercepto en el eje de las ordenadas (n) y aplicando la expresión siguiente: ..........................................................
128
Otra forma de expresar los resultados de disolución, tal como se ha señalado anteriormente, consiste en usar el tiempo necesario para que un determinado porcentaje del fármaco contenido en la forma farmacéutica se disuelva, por ejemplo el 20, 50, 90% etc (t 20%, t50%, t90%). Para hacer este cálculo, podemos recurrir al valor de la constante de velocidad de disolución de primer orden y aplicar las relaciones indicadas en la tabla siguiente: Tabla 1 Relación entre el t n% y la constante de velocidad de disolución. t%
relación
t%
10
60
20
70
30
80
40
90
relación
50 Wagner dedujo una expresión para los comprimidos que se desintegran previamente en el medio de disolución, teniendo presente que, a tiempo inicial, la superficie de ataque por el líquido sería prácticamente despreciable en comparación con la presentada por el producto desintegrado. De esta forma, la superficie aumenta con el tiempo, llega a un máximo y luego disminuye progresivamente hasta S = 0 a tiempo infinito. Si se considera la ecuación de Noyes y Whitney, en condiciones "sink", C<
129
donde la integral representa la superficie acumulativa que ha quedado disponible para la disolución desde el tiempo inicial hasta el tiempo T. Por analogía, a tiempo infinito se obtiene: ---------------------------------------de donde:
------------------Una forma semejante de expresar los resultados ha sido empleada por Khan y Rhodes quienes han formulado el concepto de "eficiencia de la disolución", que definen como el porcentaje del área de un rectángulo descrito por el 100 % disuelto y el tiempo, como se indica en las figuras de la página siguiente. La eficiencia de la disolución (ED) está definida por la ecuación siguiente:
-------------------------------------------De este modo, es posible comparar diferentes formulaciones a condición de que esta comparación sea realizada a los mismos tiempos. Por ejemplo, el índice ED30 indicaría que todas las comparaciones han sido efectuadas a los 30 minutos en una formulación y sólo pueden ser comparadas con el ED30 de otras formulaciones.
Fig. 5 Eficiencia de la disolución
130
Al comparar cápsulas, donde generalmente existe un tiempo de latencia (t o) pueden emplearse dos criterios: uno que incluya este tiempo y otro que no lo incluya. Se toman entonces, como puntos de referencia los rectángulos de ( y100, - 0 - t ) o ( y100, - to - C), respectivamente. El concepto de Eficiencia de la Disolución tiene ciertas ventajas. La primera es que la suma de los datos de liberación del principio activo permite una fácil comparación entre varias formulaciones. La segunda ventaja, y probablemente la más importante, es que puede ser relacionada con los datos "in vivo". Si se supone que el grado de absorción de un fármaco "in vivo" es proporcional a la concentración del fármaco en la solución y el tiempo que esta solución está en contacto con la región del tracto gastrointestinal donde se produce la absorción, se puede ver que la Eficiencia de la Disolución se describe como una función de estas dos variables. DISOLUCION QUE SIGUE UNA CINETICA DE SEGUNDO ORDEN. Las condiciones en que se aplican los métodos de disolución pueden hacer variar las características cinéticas del proceso. Por ejemplo, si se emplea una cantidad de líquido de disolución relativamente pequeña, la justa para disolver la cantidad de sólido presente, nos encontramos ante un caso en el cual C s=Ao. Como hemos indicado antes, C s representa la solubilidad total del sólido en el solvente empleado y Ao es la cantidad de éste agregado al medio de disolución. En estas mismas condiciones, la velocidad de pérdida del fármaco desde la forma puede expresarse mediante una modificación de la ley de Noyes y Whitney: -------------------------------------------Suponiendo que la disolución en condiciones "sink" es de primer orden, esta ecuación se reduce a: ---------------------------------------Tendríamos entonces que: ----------------------------------------------------Sin embargo, bajo las condiciones "no sink" de este ejemplo, la ecuación [1.55] puede ser expresada como:
131
------------------------------o bien: ------------------------------------------------------de donde:
En las técnicas que miden la velocidad de disolución intrínseca, en las cuales la superficie permanece siempre constante durante todo el proceso, se puede aplicar la ley de Noyes y Whitney de la siguiente manera: -------------------------------------ecuación que corresponde a la ecuación vista anteriormente. Siempre considerando que C. » C, tendríamos: ------------------------------------------------al multiplicar por V e integrando se llega a: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Luego al representar m/s en función del tiempo, se obtiene una recta con una pendiente igual a la constante de velocidad de disolución intrínseca, que se expresa en unidades de mg/cm 2 /min, como se indica en la figura 6.
132
Figura 6 Representación de m/s vs tiempo 1 PROCEDIMIENTO 1. Pesar cada una de las canastas de plástico y anotar los pesos. 2. Escoger 6 confites lo más esféricos posibles, pesar cada confite y anotar los pesos. 3. Introducir un confite en cada canasta, pesar y anotar el peso de cada canasta con el confite. 4. Armar el siguiente equipo: 5. Introducir las canastas en beakers de 250mL que contienen un volumen de 150mL de agua destilada a temperatura ambiente. 6. Encender el equipo de la figura y mantener la agitación a 50rpm.
Figura 7 Equipo de la Práctica
133
7. Cada tres minutos, sacar las canastas de los beakers, secarlas con papel toalla y pesarlas hasta completar 10 mediciones. Esta acción debe ser lo mas rápida posible. 8. Volver a introducir la canasta en el beaker. 9. Obtener el peso de cada confite por diferencia. 10. Analizar los datos usando los modelos que en el laboratorio se les explicará. 11. Obtener la constante K de disolución con el método mas óptimo. 12. Hacer las gráficas correspondientes. BIBLIOGRAFÍA 1. Cid C., E. Introducción a la Farmacocinética. Secretaría General de los Estados Americanos. Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico, Washington D.C., 1982, pp. 11-20. 2. Cook & Martin: Farmacia Práctica de Remington. Unión topográfica, México D.F.1963, pp. 1545-1554. 3. Gibaldi, M., Perrier, D.: Farmacocinética. Ed. Reverté S.A., Españal982, pp 1-17. 4. Ritschel, W.A.: Handbook of Basic Pharmacokinetics. Drug Intelligence Publications Inc., Illinois, 1976, pp. 177, 202-204.
134
PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE
DETERMINACIÓN DE LA CINÉTICA DE DISOLUCIÓN DE UNA FORMA DE DOSIFICACIÓN FARMACÉUTICA ESFÉRICA
Nombre_________________________ Carné_________ Grupo_______________ Fecha______________ Esquema del procedimiento
Resultados
Resultados Tabla 1 Pesos iniciales Canasta 1 2 3 4 5 6
Peso canasta
Peso canasta + confite
Peso confite
135
Tabla 2 Pesos Obtenidos de los Confites Tiempo 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
C1
C2
C3
C4
C5
C6
Promedio
En el reporte deberá aparecer 1. Esquema del procedimiento 2. Observaciones 3. Resultados (EN EL LABORATORIO SE LES INDICARÁ CUALES RESULTADOS) 4. Conclusiones
136
Materiales Laboratorio semana 10. Número de estudiantes máximo por Mesa 6 Práctica Determinación Cinética de Disolución de una forma de Dosificación Número Máximo de Mesas por Laboratorio 3 Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Beaker 250 mL 1 Beaker 400 mL 1 Juego de canastas disolutor 6 canastas Disolutor 6 Vasos 900 mL 1 Beaker 1000 mL 6 Jeringas 10 mL con filtro de 10 2 micras Agitador Calentador magnético 2 Pastilla agitación 2 Gotero vidrio 1 Balanza Analítica 2 Confites esféricos Rosita de Limón 1 Bolsa Agua Fuente continua Sln Amortiguadora Fosfatos pH 6,8 4 litros 0,02 mol /Litro Agua Destilada 5 Litros Papel toalla 1 Rollo Cronometro 1 pHmetro 1 Termómetro de 0 a 100 °C 1 Prensas Universales 6 Soporte metal 6 Preparación Reactivos Solución Amortiguadora de Fosfatos pH 6,8 0,2 M. Pesar exactamente y aproximadamente el equivalente de 1,42 gramos de Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M.
137
Objetivo General:
PRÁCTICA NO 9 PERFILES DE DISOLUCIÓN
Describir mediante un modelo in vitro los cálculos biofarmacéuticos de los perfiles de disolución de una forma de dosificación sólida para el aprendizaje de este concepto fundamental en la práctica profesional farmacéutica mediante el uso de herramientas modernas y así facilitar el aprendizaje significativo de los contenidos de estudio. Objetivos específicos: Demostrar experimentalmente los perfiles de disolución de una forma de dosificación sólida, como herramienta del modelaje de la cinética de formas farmacéuticas. Mostrar esquemáticamente el proceso de los perfiles de disolución de una forma de administración sólida, como herramienta del modelaje de la cinética de formas farmacéuticas . Calcular experimentalmente los perfiles de disolución de una forma farmacéutica sólida y determinar los parámetros f1 y f2.. Equipo de Seguridad: Lentes de Seguridad, Gabacha, Zapatos Cerrados, Pantalones, Jabón para Manos, Guantes Desechables, Paño para Derrames. Justificación resultar en una respuesta terapéutica consistente. Sin embargo, se pueden realizar pruebas para asegurar en alguna medida la confiabilidad en las funciones de la forma dosificada. Estas pruebas incluyen:
Contenido químico. Uniformidad de contenido. Presencia de contaminantes Prueba de desintegración Prueba de disolución.
Prueba de Desintegración La prueba de desintegración permite conocer el tiempo requerido pare que una tableta comprimida se rompa en gránulos. La primera prueba de desintegración oficial fue incluida en la Farmacopea Helvética (V) en 1934 y hasta los años cincuenta la desintegración fue la clave y cualquier forma
138
dosificada que se desintegrara dentro de un tiempo prescrito, se asumía que presentaba una biodisponibilidad adecuada; hoy sabemos que un gran número de factores de formulación puede afectar la velocidad de desintegración de tabletas o cápsulas y por ende ésta no asegura la biodisponibilidad. Esta prueba está dispuesta para determinar el cumplimiento de los límites de desintegración establecidos en las monografías individuales, excepto para cápsulas de gelatina suave y cuando la etiqueta establezca que las tabletas o cápsulas son para chupar o son tabletas masticables, o están diseñadas para liberar el principio activo en una forma sostenida o en forma intermitente durante varios periodos de tiempo. La desintegración no implica la completa disolución de la forma farmacéutica o aún incluso del principio activo; sino se define como el estado en el que cualquier residuo de la unidad, excepto fragmentos de recubrimiento insolubles o residuo del encapsulado que quede visible en el aparato sea una masa suave sin consistencia ni firmeza palpable. El método de desintegración de la Farmacopea de los Estados Unidos (U.S.P.) utiliza una canasta que se sumerge en un beaker de 1000 mL de fondo plano (para el fluido de inmersión), un sistema de calentamiento para mantener la temperatura del fluido a 37 2°C (grados centígrados) y un dispositivo para elevar y bajar la canasta a una velocidad constante de 29 a 32 ciclos por minuto, a través de una distancia no menor a 5.3 cm y no mayor a 5.7 cm. El volumen del fluido del vaso es tal que en el punto máximo del movimiento ascendente la maya metálica se encuentra por lo menos 2.5 cm por debajo de la superficie del fluido y no descienda menos de 2.5 cm medidos desde el fondo del vaso en el movimiento descendente. El tiempo requerido para el movimiento de ascenso es el mismo que para el movimiento de descenso y el cambio en la dirección del movimiento es una gentil transición en vez de un brusco movimiento de reversa Ejemplo: Tabletas de Aspirina® tienen un tiempo de desintegración de 5 minutos. Tabletas de Acetaminofén el tiempo de desintegración es de 30 minutos Las pruebas de desintegración de la USP y el Formulario Nacional, miden solamente el rompimiento físico de la tableta o cápsula, el cual no necesariamente puede correlacionarse con la biodisponibilidad del fármaco. Para que un fármaco sea absorbido debe estar disuelto. Es posible que las partículas de las tabletas desintegradas no se disuelvan; por lo que no puede asegurarse la biodisponibilidad de las formulaciones que cumplan únicamente con las pruebas de desintegración oficiales.
139
Prueba de Disolución Una prueba de disolución es mucho más discriminante que la prueba de desintegración y da mejor estimado de la biodisponibilidad (F). Las pruebas de disolución pueden usarse para predecir biodisponibilidad si se cumplen estas dos condiciones: 1.
El fármaco disuelto permanece libre e intacto en tracto gastrointestinal. Si el fármaco disuelto forma complejos o se descompone en el tracto gastrointestinal, la prueba de disolución no será un buen índice de F.
2.
La absorción no es el paso limitante de la velocidad de disolución. Si la solución formada es rápidamente absorbida, la cantidad absorbida puede correlacionarse con la velocidad de disolución “in vitro’ . Sin embargo, cuando la absorción es lenta o limitada, la biodisponibilidad no puede ser proporcional a la velocidad de disolución.
Puesto que la velocidad de disolución es el factor determinante en la absorción, es obvio que si se controla la velocidad de disolución, se controle la absorción. Es precisamente la utilización de esta circunstancia a través de la formulación y la elaboración de una presentación farmacéutica sólida, lo que se considera como una de las aplicaciones prácticas más útiles de la Biofarmacia. En el caso de formas farmacéuticas sólidas es necesario examinar los métodos o recursos que pueden usarse para controlar la velocidad de disolución. Sabiendo escoger bien aquellos factores que pueden estar bajo control del farmacéutico a través de la formulación y fabricación del producto, se está en capacidad de controlar el proceso cinético de disolución y por lo tanto, la absorción. El modelo mecánico para representar el proceso general de disolución que describieron Noyes y Whitney y que conduce a la fórmula que se consigna a continuación, constituye tal vez la concepción más adecuada para aplicar en los problemas biofarmacéuticos. dC dt
D * S Cs C h
(1)
En esta fórmula dC/dt representa la rapidez a la cual va aumentando la concentración del fármaco en el seno del líquido conforme aumenta el tiempo; D es el coeficiente de difusión del fármaco en el sistema considerado; S es el área superficial del sólido no disuelto; h es el grosor de la capa de difusión que rodea las partículas del fármaco; Cs es la solubilidad del fármaco en el disolvente.
140
Sí consideramos que se administra un fármaco específico bajo condiciones bien definidas (tal como la administración de líquidos controlada y constante), no se introduce error si se considera que las constantes D y h no pueden ser alteradas en un grado apreciable a través de la formulación de la presentación farmacéutica en la que está contenida el fármaco, estableciendo estas circunstancias, la ecuación (1) puede expresarse así: dC dt K * S Cs C
(2)
Si suponemos además, como realmente sucede, que en el proceso biológico de absorción (cuando está determinado por la velocidad de disolución) la concentración de fármaco en el seno del fluido desde el cual sucede la absorción es prácticamente nula si se compara con la solubilidad del fármaco, entonces: dC dt K * S * Cs
(3)
La ecuación (3) establece claramente que las variables que pueden ser controladas por el farmacéutico son el área superficial y la solubilidad del fármaco. Se puede hacer uso de las siguientes técnicas para alterar las dos variables citadas: Por control de la solubilidad del fármaco a. adicionando a la formulación ingredientes que alteren el pH de la capa de difusión. b. escogiendo el estado físico más conveniente de la droga, como la forma cristalina (el polimorfo meta estable más adecuado); como el hidrato o el estado amorfo, etc. c. Por fijación del área superficial del fármaco a través del control del tamaño de las partículas u otros recursos de la tecnología farmacéutica. Todas las consideraciones anteriores tienen por objeto poner de manifiesto la enorme importancia que para la utilización clínica de los fármacos tiene la velocidad de disolución. Ante la gran dificultad que representa por razones técnicas y económicas la determinación de la rapidez de disolución “in vivo” , se han desarrollado técnicas, aparatos, procedimientos e interpretaciones matemáticas que determinan y describen “in vitro” el fenómeno. Desde luego que para que tenga algún valor todo este manipuleo experimental “in vitro” debe encontrarse una correlación del tipo lineal con algunas características que el fármaco exhiba “in vivo” como serían: concentración en sangre, cantidad eliminada por orina o cualquier otra propiedad farmacológica o terapéutica. Para una descripción completa de los aparatos, técnicas y correlaciones
141
el estudiante puede consultar el trabajo de Swarbrick (véase referencia bibliográfica).
“in vivo- -in
vitro” ,
Procedimiento Cinética de disolución para la Aspirina®
1. Preparar una curva estándar de ácido salicílico a partir de una solución madre de 500 μg/mL. Utilizar concentraciones de 5,10,15,20 y 25 ppm. 2. Realizar un espectro de absorción para el ácido salicílico utilizando la solución de 50 μg/mL. Medir la absorbancia desde 260 hasta 320 nm cada 5 nm. Curva de Calibración para el Ácido Salicílico Conc. final Vol. sol madre (μg/mL) (mL)
3.
Volumen final (mL)
Preparar la muestra a analizar tomando 5.00 mL de fase acuosañ}
4. Utilizar el Aparato de Disolución N° 2 (paletas). Regular la velocidad de agitación de los frascos a 50 r.p.m. 5. Encender el calentador y con el agua en circulación, llenar cada vaso de disolución con 900 mL de agua destilada previamente , o el medio de disolución adecuado calentada a 40°C. Para esto tomar un balón de 1000,0 mL y aforar con el medio de disolución y extraer del mismo 100,0mL de agua con pipeta. Mantener el baño a una temperatura de 37 + 0.5°C. 6. Colocar en el centro de cada canastilla una tableta de Aspirina ®. Antes de introducir la paleta revisar que la temperatura del medio de disolución en cada frasco sea de 37 0.5 °C. 7. Con el cronómetro en mano introducir las canastillas en los frascos de disolución, el tiempo comienza a correr cuando la canasta ha llegado hasta la posición calibrada del disolutor para canastas. 8. Extraer muestras de 5 mL medidos con jeringa a los siguientes tiempos: 5, 10, 15, 20, 30, 45 y 60 minutos, SIN reponer el volumen. Filtrar cada una de
142
las muestras tomadas a cada tiempo con un filtro de 40 µm y colocar en sendos beakers. 9. Pipetear 5.00 mL del filtrado y colocar en balones de 25.00 mL a los cuales previamente se les ha agregado 2.50 mL de NaOH 0.1M. 10. Dejar hidrolizando durante 20 minutos a temperatura ambiente. Una vez concluido el tiempo de hidrólisis, adicionar 2.50 mL de HCl 0.1 N. Aforar con agua destilada o el amortiguador del medio de disolución adecuado a 25.00 mL. 11. Medir en el espectrofotómetro a la longitud de onda óptima (aproximadamente 297 nm) determinada en el espectro de absorción para la solución de ácido salicílico contra el mismo blanco de la curva de calibración. Fórmula mgFármacod isuelto
Cn F . D. F .G. Volumen 1000
Cn: concentración µg /mL F.D.: factor de dilución F.G.: factor gravimétrico
12.Repetir el procedimiento con la marca genérica, en cada uno de los tres medios de disolución en estudio. Bibliografía
1. Aiache,J.M. Biofarmacia. 2 ed. Ed. El Manual Moderno, México D.F., 1983, PP 128-144. 2. Asociación de Profesionales de Desarrollo Galénico (A.P.D.G.). Instrumentación Científica. Gomensoro S.A Barcelona. 3. Dirección General de Farmacia y Productos Sanitarios. Farmacopea Europea, 2 ed., Ministerio de Sanidad y Consumo. Madrid, 1988, pp. V.5. 1.1. 4. Gibaldi, M. Introduction to Biopharmaceutics LEA & FEBIGER, Philadelpnia, 1971, pp. 21. 5. Gibaldi, M. Biopharmaceutics and Clinical Pharmacokinetics, LEA & FEBIGER, Philadelphia. 1977, pp. 52-57. 6. Shargel, L. Appoliea Biopharmaceutics and Pharmacokinietics. Appleton Century Crofts, New York, 1980, pp.60-61 7. United States Pharmacopeial Convention Inc. The United States Pharmacopeial & The National Formularv, 23 ed., Rockville, 1994, Pp. 19, 134, 1790-1799.
PREREPORTE Y GUÍA PARA REALIZAR EL REPORTE
143
PERFILES DE DISOLUCIÓN Nombre del estudiante:_________________________ Carné:________________ Laboratorio___________________________ Fecha:_______________________
Esquema del procedimiento
Resultados CUADRO I: Datos correspondientes a la curva de calibración de la solución de ácido salicílico medidos a nm Concentración
Absorbancia (UA)
(μg/mL)
Ecuación: r:
r2
Tabla II. Datos correspondientes a la cinética de disolución de tabletas de
144
Aspirina Tiempo (min)
Absorbancia (UA)
Concentración (mg/mL)
5 10 15 20 30 45 60
Cálculo de f1 y f2
Discusión y Conclusiones
Cantidad de AAS (mg)
% disuelto
% por disolver
145
En el reporte debe aparecer: 1. Esquema del procedimiento. 2. Resualtados: ▪ Gráfico de barras comparativas de los tiempos de desintegración de las diferentes patentes comerciales ensayadas. ▪ Tabla de la curva de calibración y su gráfica. ▪ Tabla de cantidad de ácido acetil salicílico vrs tiempo y su gráfica. ▪ Tabla del porcentaje de ácido acetil salicílico disuelto vrs tiempo y su gráfico. ▪ Tabla del porcentaje de ácido acetil salicílico por disolverse vrs tiempo y su gráfico (papel semilog). 3. Observaciones. 4. Conclusiones.
146
Materiales Laboratorio semana 11, 11, 12 y 13. Número de estudiantes máximo por Mesa 4 Práctica Sistemas de liberación oral Número Máximo de Mesas por Laboratorio 4 Materiales Beaker 250 mL Beaker 25 mL Balones aforados 25,00 mL Disolutor 6 Vasos 900 mL Con juego de 6 paletas Jeringas 10 mL con filtro de 10 micras Gotero vidrio Pipeta volumétrica 5,00 mL Pipeta volumétrica 10,00 mL Pizeta con agua destilada 100 mL Espectrofotómetro Espectrofot ómetro UV-Visible Cubetas cuarzo Beaker lavados 100 mL Peras Agua Tableta 500 mg Aspirina® O tabletas 500 mg mg acetaminofen MK
Cantidad por Mesa de laboratorio 1 21 21 1
Tableta 500 mg genérica CCSS O tabletas tabletas 500 500 mg acetaminofen genérica otra marca diferente
18
Sln Amortiguadora Fosfatos pH 7,5 0,02 mol /Litro
14 litros 6 litros para cada marca y 2 litros para preparar la muestra 14 litros 6Litros para cada marca y 2 litros para preparar la muestra 14 litros 6 litros para cada marca y 2 litros para preparar la muestra 1Litro
Sln HCl 0,1 mol Litro solo con acetaminofen Sln Amortiguadora Fosfatos pH 6,8 0,02 mol /Litro Sln NaOH 0,1 mol /L para hidrolizar solo con acido acetilsalicilico Sln HCl 0,1mol /L para hidrolizar solo con con acido acetilsalicilico Agua Destilada Papel toalla Cronometro pHmetro Termómetro de 0 a 100 °C
2 1 2 1 1 1 2 1 3 Fuente continua 18
1Litro 18 Litros 1 Rollo 1 1 1
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Materiales curva de Calibración Materiales Cantidad por Mesa de laboratorio Balones aforados 100,00 mL 5 Pipeta graduada 10,00 mL 1 Bureta 50,00 mL 1 Soporte metal 1 Prensa universal 1 Goteros de vidrio 6 Espectrofotómetro Espectrofot ómetro UV -Visible 1 Cubetas cuarzo ultravioleta 2 Pizeta con agua destilada 100 mL 1 Beaker lavados 100 mL 1 Solución ácido salicílico 500 100 mL microgramos /mL o Solución acetaminofen 500 microgramos /mL para el pH de cada semana Agua destilada 1 Litro Papel Toalla 1 Preparación Reactivos Solución acuosa Madre ácido salicílico 500 mg /L Pesar exactamente y aproximadamente una cantidad equivalente a 0,5 gramos de ácido salicílico y trasvasarlo a un balón de 1 litro, llevar a volumen con agua destilada. Etiquetar correctamente. Solución acuosa acuosa pH 7,5 Madre ácido salicílico 500 mg /L Pesar exactamente y aproximadamente una cantidad equivalente a 0,5 gramos de ácido salicílico y trasvasarlo a un balón de 1 litro, llevar a volumen con amortiguador amortiguador fosfatos pH 7,5. Etiquetar correctamente. Solución acuosa acuosa pH 6,8 Madre ácido salicílico 500 mg /L Pesar exactamente y aproximadamente una cantidad equivalente a 0,5 gramos de ácido salicílico y trasvasarlo a un balón de 1 litro, llevar a volumen con amortiguador amortiguador fosfatos pH 6,8. Etiquetar correctamente. Nota importante importante esta práctica también puede realizarse con acetaminofen, en este caso para realizar las soluciones madres anteriores se pesa acetaminofen 0,500 en lugar de ácido salicílico salicíl ico y además se prepara la siguiente solución. Solución acuosa HCl 0,1M Madre acetaminofen 500 mg /L Pesar exactamente y aproximadamente una cantidad equivalente a 0,5 gramos de ácido salicílico y trasvasarlo a un balón de 1 litro, llevar a volumen con una solución 0,1M en HCl. Etiquetar correctamente. Solución HCl HCl 0,1 mol/Litro Solo Solo cuando se trabaja con con acetaminofen Medir exactamente 8,5 mL de una solución concentrada de HCl al 37% p/p y una densidad de 1,18 g/mL, Colocar la cantidad medida en balón aforado de 1 Litro y llevar a volumen con agua destilada. Solución Amortiguadora de Fosfatos Fosfatos pH 6,8 0,2 M. Pesar exactamente y aproximadamente aproximadamen te el equivalente equivale nte de 1,42 gramos de
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Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M. Solución Amortiguadora de Fosfatos Fosfatos pH 7,5 0,2 M. Pesar exactamente y aproximadamente aproximadamen te el equivalente equivale nte de 1,80 gramos de Na2HPO4 anhidro y 1,2 gramos de NaH 2PO4 anhidro. Colocar dichas cantidades a un balón aforado aforado de 1 litro y llevar a volumen con agua destilada. destilada. Medir pH con pHmetro a 37°C y ajustar de ser necesario con sln NaOH 0,01 M, o sln HCl 0,1M. Solución HCl 0,1 mol/Litro para Hidrolizar ácido ácido acetilsalicilico Medir exactamente 8,5 mL de una solución concentrada de HCl al 37% p/p y una densidad de 1,18 g/mL, Colocar la cantidad medida en balón aforado de 1 Litro y llevar a volumen con agua destilada Solución NaOH 0,1 mol/Litro para Hidrolizar ácido ácido acetilsalicilico acetilsalicilico Pesar exactamente exactamente y aproximadamente aproximadamente el equivalente equivalente a 4 gramos de NaOH, Colocar la cantidad medida en balón aforado de 1 Litro y llevar a volumen con agua destilada
