Cardioprotective Effects of Chronic Release Formulations of Subcutaneous Implants of Carvedilol in Spontaneously Hypertensive Rats

Abstract

Introducción: En nuestro laboratorio hemos desarrollado implantes subcutáneos de carvedilol capaces de mantener niveles lasmáticos sostenidos del β-bloqueante durante 3 semanas. Objetivo: Evaluación de la liberación in vivo y la eficacia cardioprotectora de implantes subcutáneos de carvedilol desarrollados con poliepsilon- caprolactona (PCL) y Soluplus (SP) en ratas espontáneamente hipertensas (REH). Materiales y métodos: Se utilizaron 12 REH macho (250-300 g), a las cuales se colocó un implante subcutáneo cada 3 semanas de PCL: SP 100:50 mg (control, n = 6) o carvedilol: PCL:SP (100mg:100mg:50mg) (carvedilol, n = 6). Se evaluó el perfil plasmático y el efecto sobre la presión arterial sistólica (PAS) durante 62 días. Al final del tratamiento, se realizaron determinaciones ecocardiográficas y la medición de la PAS y. la presión arterial media (PAM) directas. Resultados: El grupo que recibió el implante conteniendo 100 mg de carvedilol presentó concentraciones plasmáticas del fármaco en el rango de 100- 500 ng/mL a lo largo de 62 días de tratamiento, luego del cual la PAS fue 20 mmHg menor que en el grupo control (217 ± 3 mmHg vs. 237 ± 6 mmHg; p <0,05). Las PAS y PAM directas fueron significativamente menores el grupo tratado que en el control. El implante de carvedilol 100 mg redujo la variabilidad de la presión arterial (VPA) de corto plazo en comparación con el control. Parámetros ecocardiográficos como la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI), fracción de acortamiento, y relación E/A fueron significativamente mayores en las ratas tratadas. El peso del VI fue menor en las ratas que recibieron el implante con carvedilol. Conclusión: Los implantes conteniendo CAR/PCL/SP (100:100:50) mg aportan niveles plasmáticos terapéuticos de carvedilol y estables durante el transcurso del tratamiento, los cuales se correlacionan con una disminución significativa y sostenida de los valores de PA indirecta. El tratamiento con los implantes de carvedilol logró atenuar los valores de PA directa y su variabilidad en las REH. Se demostró que el tratamiento con los implantes ejerció un efecto cardioprotector evidenciado en el ecocardiograma y por una reducción de la hipertrofia ventricular izquierda.

Background: In our laboratory, we have developed subcutaneous implants of carvedilol capable of maintaining stable concentrations of the β-blocker during 3 weeks.Objective: The aim of this study was to evaluate the in vivo release and the cardioprotective efficacy of subcutaneous implants of carvedilol developed with poly-epsilon-caprolactone (PCL) and Soluplus (SP) polymers in spontaneously hypertensive rats (SHR).Methods: Twelve spontaneously hypertensive male rats (250-300 g) underwent placement of subcutaneous implant of PCL:SP 100:50 mg (control group, n = 6) or carvedilol:PCL:SP (100mg:100mg:50mg) (carvedilol group, n = 6), every 3 weeks. The plasma profile of each implant and its effect on systolic blood pressure (SBP) was evaluated for 62 days. At the end of treatment, echocardiographic parameters were determined, and direct SBP and direct mean arterial pressure (MAP) were measured.Results: The group that received the implant containing 100 mg of carvedilol presented plasma concentrations of the drug in the range of 100- 500 ng/mL throughout 62 days of treatment, after which the SBP was 20 mmHg lower than in the control group (217±3 mm Hg vs. 237 ± 6 mm Hg; p <0.05). Direct SBP and MAP were significantly lower in the treated group than in the controlgroup. The implant loaded with carvedilol 100 mg reduced short-term blood pressure variability (BPV) in SHR compared with the control group. Echocardiographic parameters as left ventricular ejection fraction (LVEF), shortening fraction and E/A ratio were significantly greater in treated rats. Left ventricular weight was lower in the rats with carvedilol implant.Conclusion: Implants containing CAR/PCL/SP (100:100:50) mg provide therapeutic and stable plasma levels of carvedilol during treatment, which correlate with a significant and sustained decrease in indirect BP values. Treatment with carvedilol implants attenuated direct BP values and blood pressure variability in SHR. Treatment with implant produced cardioprotective effects evidenced in the echocardiogram by a reduction in left ventricular hypertrophy.