Diseño y Evaluación de Nuevos Sistemas Basados en Micropartículas Poliméricas Biodegradables para su Aplicación a la Liberación Controlada de Progesterona

Abstract

Se han desarrollado diversas plataformas de liberación controlada de progesterona con el objetivo de sincronizar el celo en el ganado bovino. Los sistemas basados en micropartículas poliméricas biodegradables han atraído un especial interés debido a que presentan diversas ventajas, tales como fácil preparación y administración, no requieren intervención quirúrgica para remover el material al término de la liberación, y es posible controlar los tiempos de liberación/degradación en base a las propiedades fisicoquímicas del polímero, entre otras. En el presente trabajo de tesis se estudiaron tres matrices poliméricas biodegradables para la preparación de micropartículas: PLGA, quitosano y ácido hialurónico. Las micropartículas se obtuvieron empleando diferentes técnicas de preparación y fueron caracterizadas en cuanto a propiedades fisicoquímicas, degradabilidad y perfiles de liberación. Además, se desarrollaron modelos matemáticos de degradación de la matriz polimérica y de liberación controlada de progesterona.En el Capítulo 1 se presenta una descripción teórica de los aspectos más importantes de la problemática y de los sistemas de liberación controlada de progesterona existentes, así como también de los diferentes métodos de preparación de micropartículas empleados en el presente trabajo de tesis.En el Capítulo 2 se formula un modelo matemático de degradación hidrolítica homogénea de microesferas de PLGA. El modelo tiene en cuenta el efecto autocatalítico de los grupos carboxílicos y la composición del copolímero sobre la velocidad de degradación del mismo. El modelo permite estimar las evoluciones de pesos moleculares medios, pérdida de masa, concentraciones de enlaces éster y perfil de pH durante el proceso de degradación, y se ajusta a partir de datos experimentales de la literatura.En el Capítulo 3 se investiga la preparación de microesferas de PLGA por el método de evaporación/extracción de solvente y se estudia el efecto del tamaño de partícula sobre la velocidad de degradación. Además, se formula un modelo matemático para la degradación hidrolítica heterogénea de microesferas de PLGA. El modelo permite estimar las evoluciones de los pesos moleculares medios, distribuciones de pesos moleculares, pérdida de masa y cambios morfológicos de las partículas durante el proceso de degradación.En el capitulo 4 se estudia la encapsulación de progesterona en microesferas de PLGA obtenidas por el método de evaporación/extracción de solvente y por microfluídica. Además, se investiga el efecto del tamaño de partícula, la polidispersidad y la degradación de la matriz polimérica sobre la velocidad de liberación in vitro de la hormona. Por otro lado, el modelo matemático de degradación hidrolítica heterogénease extiende a fin de poder predecir la liberación de la progesterona a partir de microesferas de PLGA. El modelo de liberación incorpora la disolución y la difusión del fármaco en función de los cambios morfológicos asociados a la degradación de la matriz polimérica.En el Capítulo 5 se investiga la obtención de microgeles monodispersos de ácido hialurónico mediante microfluídica. El método estudiado permite la incorporación de una nanoemulsión de aceite conteniendo la droga en el interior de microgeles hidrofílicos a través de la formación de una doble emulsión aceite/agua/aceite, donde la fase acuosa se convierte posteriormente en la fase gel. Además, se emplea la degradación enzimática de los microgeles para provocar la liberación de las nanogotas de aceite cargadas con progesterona.En el Capítulo 6 se estudia la obtención de micropartículas de quitosanoentrecruzadas con TPP, empleando la técnica de secado por atomización. Se investiga el efecto de la formulación sobre las características finales de las micropartículas (tamaño, esfericidad, eficiencia de encapsulación, potencial Z), y el efecto del grado de entrecruzamiento y del pH del medio sobre los perfiles de liberación de progesteronadesde las micropartículas de quitosano.