Utilización de la microencapsulación en la medicina regenerativa. Formulación y evaluación in vitro de microesferas poliméricas biodegradables de metformina fijadas en geles bioadhesivos

Abstract

Metformina es un fármaco ampliamente utilizado hoy en día principalmente en la terapia de la diabetes tipo 2 por sus efectos hipoglucemiantes; sin embargo, recientes estudios sobre los efectos de este fármaco sobre otras estructuras fisiológicas han demostrado que, debido a su mecanismo de acción, puede utilizarse en el tratamiento de otras patologías cuya etiología dista en gran medida de la diabetes. Este fármaco posee un efecto osteogénico derivado de su acción sobre las células madre mesenquimales y los proteoblastos, lo que ha supuesto un nuevo campo de investigación. Son numerosos los estudios de nuevas formulaciones con esta biguanida como principio activo, en la búsqueda de conseguir terapias dirigidas a las estructuras óseas, entre ellas, la región periodontal y las estructuras maxilofaciales. Existe un continuo desarrollo de nuevas formulaciones, las cuales han permitido confirmar que la encapsulación de metformina en microesferas poliméricas de ácido poliláctico (PLA), y el uso de hidrogeles poliméricos muestran una liberación prolongada del fármaco en el lugar de acción. En elaboración de esta nueva formulación de microesferas de PLA cargadas con metformina, se siguió el método de la doble emulsión y extracción del solvente, incorporándolas posteriormente en un gel de Pluronic®/Hialuronato con el fin de obtener un medicamento mínimamente invasivo, con una liberación prolongada en el tiempo y optimizada en términos de biodisponibilidad y estabilidad. Con el fin de conseguir una formulación exitosa, se llevó a cabo una metodología basada en el Quality-by-Design que nos permitió optimizar la influencia de los factores y los niveles más importantes en la elaboración de la fórmula, obteniéndose así una formulación con la mayor eficacia y estabilidad posibles. Cada una de las formulaciones finales se caracterizó y se realizó un análisis estadístico del proceso de elaboración, así como una validación del método analítico, asegurando la calidad de la formulación final.

Metformin is a drug widely used today, mainly in the therapy of type 2 diabetes due to its hypoglycemic effects; however, recent studies on the effects of this drug on other physiological structures have shown that, due to its mechanism of action, it can be used in the treatment of other pathologies whose etiology is far from diabetes. This drug has an osteogenic effect derived from its action on mesenchymal stem cells and proteoblasts, which has led to a new field of research. There are numerous studies of new formulations with this biguanide as an active principle, in the search for therapies directed at bone structures, including the periodontal region and maxillofacial structures. There is a continuous development of new formulations, which have confirmed that the encapsulation of metformin in polymeric microspheres of polylactic acid (PLA), and the use of polymeric hydrogels show a prolonged release of the drug at the site of action. In the elaboration of this new formulation of PLA microspheres loaded with metformin, the method of double emulsion and solvent extraction was followed, later incorporating them into a Pluronic®/Hyaluronate gel in order to obtain a minimally invasive drug, with a release prolonged in time and optimized in terms of bioavailability and stability. In order to achieve a successful formulation, a methodology based on Quality-by-Design was carried out, which allowed us to optimize the influence of the most important factors and levels in the preparation of the formula, thus obtaining a formulation with the highest possible efficiency and stability. Each of the final formulations was characterized and a statistical analysis of the manufacturing process was carried out, as well as a validation of the analytical method, ensuring the quality of the final formulation.