UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA

SISTEMAS OSMÓTICOS

ÁVILA ROSAS NATALIAGÓMEZ LARIOS LORENA

SÁNCHEZ GARCÍA HUGO A.

GRUPO: 1801 EQUIPO:14

TECNOLOGÍA FARMACEÚTICA III

LETICIA HUERTA FLORES

CONTENIDO

*CARACTERÍSTICASFACTORES FISICOQUIMICOS *COMPONENTES *TIPOS DE SISTEMAS *VENTAJAS Y DESVENTAJAS *FORMAS COMERCIALES

CARACTERÍSTICAS

SISTEMAS CONTROLADOS POR MEMBRANAS

• Sistema de liberación modificada• Membrana semipermeable– Controla velocidad del sistema–Hidratación en el tubo digestivo– disolución del fármaco en

membrana(plastificante)– Erosión de cubierta polimérica

mecanismoMembrana en

superficie

Hidratación de polímero

difusión

Entrada de agua

Salida del fármaco

SISTEMA DE BOMBA OSMÓTICA

Posee un ”CORE” con fármaco rodeado por una membrana semipermeable y con un orificio en su parte superior

Membrana semipermeable

AGUA

Disolución del Fármaco

Salida del Fármaco

Mecanismo GeneralAbsorción del agua hacia el

núcleo por la

membranaDisolución del P.a y

salida por el orificio

de la película

El agua sigue

entrando por

ósmosis

Velocidad de

liberación constante

La película

es excretada

sin problema

s

Proceso de liberación

FACTORES FIS

ICOQUÍM

ICOS

SOLUBILIDAD

• Cinética de orden 0 en la liberación • Velocidad de liberación proporcional a

la solubilidad del fármaco en el “CORE”.

• Menor a 0.5 g/mL 95% de liberación de fármaco con baja velocidad

• Alta solubilidad ,liberación en baja proporción con alta velocidad.

• Recomendable en 50 y 300 mg/ mL

ÓSMOSIS

• La liberación de medicamentos por difusión a través de una barrera que controla la velocidad del proceso no resulta apropiada cuando se emplean dosis elevadas o fármacos muy solubles en agua. En este último caso se han desarrollado sistemas de administración oral controlados osmóticamente.

Presión Osmótica

• Fuerza impulsora de la liberación del fármaco.

• Osmolaridad en el tracto digestivo = 8 atm

• Osmolaridad en el CORE = mayor a 200 atm

• La velocidad de liberación es proporcional a la presión osmótica.

COMPONENTES

MEMBRANA DE RECUBRIMIENTO

• Permeable al agua • Impermeable a los solutos • Resiste agresiones mecánicas y

enzimáticas del TGI• Grosor entre 200-300 mm

Polímeros

• Los materiales poliméricos permiten liberar de forma controlada fármacos de bajo peso molecular y permiten una gran variedad de rutas de administración

• En casos en los que la actividad de los fármacos convencionales se pierde o se ve disminuida en el medio corporal, la combinación con macromoléculas puede mejorar la eficacia de estos fármacos.

• Se pueden adicionar plastificantes para mejorar la permeabilidad del polímero como PEG y HPMC

Características de las matrices poliméricas

• Esta sustancia activa puede ser liberada de la matriz intacta o bien por medio de la bioerosión (hidrolítica) o biodegradación (enzimática) del polímero.

• El polímero y sus subproductos de degradación no deben tener ningún efecto biológico adverso, es decir, han de ser biocompatibles.

Coeficiente de difusión y permeabilidad

• Este coeficiente es la relación entre la solubilidad del agente en la membrana y su solubilidad en el medio externo.

• La permeabilidad se define como el producto del coeficiente de difusión por el coeficiente de solubilidad. Sus dimensiones son las mismas que las del coeficiente de difusión: longitud2/tiempo.

Soluto PolímeroCoeficiente de difusión

cm2/sAcetofenona Polietileno

3,55 x 10-8

Acetato de clormadiona Elastómero de silicona3,03 x 10-7

Estriol Éter de poliuretano2 x 10-9

Flupenacina Poli(metacrilato de metilo)1,74 x 10-17

Hidrocortisona Policaprolactona1,58 x 10-10

17-hidroxi-progesterona Elastómero de silicona5,65 x 10-7

Progesterona Elastómero de silicona5,78 x 10-7

Ácido salicílico Poli(acetato de vinilo)4,37 x 10-11

Tabla 1. Coeficientes de difusión de diferentes solutos en distintos polímeros.

Factores que afectan el coeficiente de difusión

• Sensibles al peso molecular de la sustancia difundida en polímeros que lo que son en líquidos de baja viscosidad.

• Dependen de la movilidad de los segmentos de la cadena polimérica.

• Un aumento en la cristalinidad del polímero disminuirá

• Aumento en el grado de entrecruzamiento del polímero.

Al aumentar Efecto en el coeficiente de difusión

Fuerzas intermoleculares -Movilidad de segmentos +

Peso molecular -Cristalinidad -Plastificante +

Copolimerización +Temperatura +

Temperatura de transición vítrea, Tg -

Tabla 2. Factores que modifican el coeficiente de difusión.

Solubilidad del polímero

• Es muy sensible a pequeños cambios en la molécula como la adición de un sustituyente

• La similitud del parámetro de solubilidad entre la sustancia activa y el polímero puede favorecer la compatibilidad y la solubilidad.

• Número de enlaces de hidrógeno y la polaridad también son factores importantes .

Ejemplos

• Esteres de celulosa (Ac-celulosa)• Di-celulosa y Tri-Celulosa• Propionato de Celulosa • Eudragit• Coopolíemeros del ácido Metacrílico

Métodos de liberación

• Bombas con diferentes velocidades de flujo

• Polímeros sensibles al pH o a la temperatura,

• Polímeros donde la liberación del fármaco es activada por una reacción:

-Química -Enzima -Difusión

AGENTES OSMÓTICOS• Optimizan el gradiente de presión

osmótica entre el Núcleo y el exterior

ORIFICIO DE LIBERACIÓN

• Tamaño optimizado • Menor a 200 micras e incrementa

presión hidrostática variando la cinética de liberación

• Mayor a 100 micras permite la disolución del fármaco

• Métodos -Perforación Laser -Taladro Mecánico

TIPOS DE SISTEMAS

BOMBA OSMÓTICA ELEMENTAL (BOE):

• Conocido como OROS (Osmotic Release Oral System).

• Consta de un núcleo osmótico que contiene al fármaco (con o sin agentes osmóticos).

• Cubierto por una membrana semipermeable, provista de un orificio.

• velocidad de permeación del agua permanece constante

MULTICOMPARTIMENTALES (BOM):

• Diseño simple.• Adecuado para fármacos con

solubilidades intermedias.• Pueden ser divididos en dos

categorías principales:• Si una de las cámaras se expande en

la otra (sistema push – pull)• Si las cámaras son rígidas y

mantienen su volumen constante

Bomba Osmótica Aspirante – Impelente:

• Sistema conocido como push – pull OROS.• Dos compartimentos separados por

un diafragma elástico, recubiertos por una membrana semipermeable.• La capa inferior polímero hidrófilo

(agente polimérico osmótico) forma un hidrogel expandible que empuja el compartimento superior, que contiene el fármaco.

Bombas Osmóticas con una Segunda Cámara no Expandible:

• Se subdivide en dos grupos:• En la segunda cámara se logra la

dilución de la solución antes de salir del dispositivo. Útil para el caso en el que la solución saturada del fármaco al entrar en contacto con el TGI causa una irritación que genera algún riesgo.

• Consta de dos BOE independientes en una misma tableta .

BOMBAS OSMÓTICAS CON LIBERACIÓN DIRIGIDA AL

COLON:• Tratamiento local de la mucosa colónica

o sistémico.• Recubrimiento gastrorresistente

externo que bloquea el paso de agua hacia el interior del sistema en el medio ácido del estómago, retrasando la liberación del principio activo hasta que el sistema haya alcanzado el colon. Una vez allí, el recubrimiento gastrorresistente se disuelve completamente.

CON FORMULACIONES AUTOEMULSIFICABLES:

• sistema L – OROS para fármacos en formulaciones líquidas lipofílicas, mediante el cual se incrementa la biodisponibilidad de compuestos activos insolubles en agua y proporciona una liberación controlada de 2 – 24 hrs.

• Cuando el fármaco en solución es liberado en el TGI, forma gotas muy pequeñas, incrementando la solubilidad del fármaco y por tanto su biodisponibilidad.

• La formulación líquida del p.a. esta contenida dentro de una cápsula blanda de gelatina rodeada por una película de barrera, una cámara osmótica y una membrana semipermeable que controla la velocidad de liberación.

• El agua permea a través de la membrana externa y activa la película osmótica produciendo su expansión y la compresión de la cápsula de gelatina blanda, generando una presión hidrostática dentro del sistema, que induce a la formulación líquida a salir a través del orificio.

• El sistema L – OROS HARDCAP, similar al anterior consta de un compartimiento líquido del fármaco, una película de barrera y una cámara osmótica, contenidas en una cápsula dura de gelatina, cubierta finalmente con una membrana semipermeable.

• El sistema L – OROS de liberación retarda permite entregar el fármaco, a partir de formulaciones líquidas. La liberación del p.a. puede ser retardada de 1 – 10 hrs. Este sistema está compuesto de tres compartimientos, los cuales están rodeados por una membrana semipermeable:

• Uno formado por placebo.• Formado por el compuesto activo.• Corresponde a una cámara osmótica.

BOMBAS OSMÓTICAS DE POROSIDAD CONTROLADA :

• Contienen aditivos solubles en agua en la membrana de cubrimiento, se disuelven en contacto con el agua, formando microporos.

• La membrana se hace permeable al agua y a los solutos disueltos.

• El mecanismo de liberación es principalmente osmótico con una pequeña proporción de liberación por difusión simple.

• .

• Existen bombas osmóticas modificadas para fármacos insolubles:

• Constan de partículas de agentes osmóticos

• Recubiertas con una película elástica semipermeable

• Mezcladas con el fármaco insoluble

• Comprimidas posteriormente en forma de tableta.

• La tableta se recubre finalmente con una membrana semipermeable en la que se crea el orificio de liberación

COMPRIMIDO OSMÓTICO MONOLÍTICO:

• Es un sistema que favorece la liberación de fármacos insolubles en agua hasta por 24 hrs.

• Consiste en la dispersión de un agente soluble en agua en una matriz polimérica.

• El fármaco insoluble es suspendido en la matriz.

• La tableta formada es recubierta por una membrana semipermeable, sobre la que se genera el orificio de liberación.

• Se puede tener hasta un máximo de 30% de fármaco.

TABLETA OSMÓTICA TIPO SANDWICH (SOTS):

• Consta de una cámara osmótica ubicada en medio de dos compartimentos de fármaco, los que a su vez están cubiertos con una membrana semipermeable.

• Los dos compartimentos interactúan con el medio externo a través de dos orificios de entrega (uno en cada lado de la tableta).

• El sistema entra en contacto con el medio acuoso, la cámara de presión osmótica que contienen agentes poliméricos, se hidrata y el fármaco es liberado a través de los orificios de entrega.

.

SISTEMAS MULTIPARTICULADOS DE LIBERACIÓN RETARDADA :

• Están compuestos por pellets que contienen el fármaco, con o sin agente osmótico, recubiertas con una membrana semipermeable como el acetato de celulosa.

• Cuando el agua entra al núcleo, forma una solución saturada de los componentes solubles.

• El gradiente de presión osmótico favorece la entrada del agua, originando una rápida expansión de la membrana y dando lugar a la formación de poros en la superficie.

• El fármaco y el gradiente osmótico son liberados a través de estos poros.

BOMBAS MINI-OSMÓTICAS

• El agente osmótico en la bomba absorbe agua del medio acuoso a una velocidad controlada por la membrana.

• La presión que ejerce el agua absorbida comprime la pared flexible de reserva, provocando un flujo constante a través del orificio de liberación.

• El regulador de flujo minimiza las pérdidas por difusión y las burbujas de aire que podrían interrumpir el flujo.

Figura 5. Sección transversal de una bomba mini-osmótica: (a) la bomba con la disolución de fármaco antes de su uso; (b) la bomba en operación.

VENTAJAS

Y

DESVENTAJAS

VENTAJAS

• Fácil modificación de velocidad• No dependen del pH• No se ve afectado por alimentos• Formulación de fármacos de distinta

solubilidad.

DESVENTAJAS

• Tamaño de orificio• Problemas en la perforación con laser• Integridad y consistencia del

revestimiento.

PRESENTACIONES

COMERCIALES

• Accutrim®: clorhidrato de fenilpropanolamina

• Efidac 24®: clorferamina

• Sudafed 24®: pseudoefedrina

• Procardia XL®: nifedipino

• Volmax®: salbutamol

GRACIAS!!!

REFERENCIAS• Llabot j. m. , Quinteros D.A.,Palma S. y Allemandi

D.A.liberacion modificada de farmacos: sistemas osmoticos. Nuestra farmacia,41.2005:10-15.

• Baena Y., Aragón M., Sandoval P.A., Rosas J.E. y Ponce D´León L.F. Sistemas osmóticos de administración oral. Rev. Col. Cienc. Quím. Farm. Vol. 35 (2), 192-211.

• Aulton Michael E. Farmacia: la ciencia del diseño de las formas farmaceuticas. 2ed. España: Elsevier

• Remington G. The Science and Practice of Pharmacy. 21° edition. Ed. Philadelphia. Ed. Lippincott Williams and Wilkins, 2006.

• Suñé J. Nuevas aportaciones galénicas a las formas de administración. Universidad de Barcelona. España, 2000.