Criogeles compuestos (polivinilalcohol - pectina) para la liberación controlada de enrofloxacina

Abstract

Los parches biocompatibles diseñados para la liberación controlada de fármacos permiten administrar de forma paulatina los compuestos bioactivos, evitando efectos secundarios dados por las altas concentraciones iniciales de una dosificación tradicional (inyección, píldoras etc.). La enrofloxacina es un antibiótico de uso veterinario con un elevado espectro bactericida contra microorganismos Gram positivos y Gram negativos. Este antibiótico difundió libremente al medio cuando fue adicionado a criogeles de alcohol polivinilico (PVA). El aumento de la rigidez de los criogeles dado por el número de ciclos de congelamiento (-18°C, 20h)/descongelamiento (25°C, 8h) generó diferencias morfológicas. En los criogeles que contenían 0.5por ciento (p/v) de pectina (PVA-P), enrofloxacina fue liberada (pH 5.5, 3rC) hasta alcanzar un plateau del 40por ciento. Este comportamiento indicaba una interacción entre las moléculas del antibiótico con el biopolímero. Un parche de doble membrana de hidrogeles de PVA-P fue diseñado para inducir la liberación del fármaco, donde el segundo gel contenía NaCl para modificar la fuerza ionica del sistema. Luego de 4h (pH 5.5, 37"C) la liberación fue del 42 y 90por ciento para los sistemas con 0.75 y l.5M NaCl respectivamente. Un bioensayo semicuantitativo con el microorganismo Staphylococcus aureus ATCC 25923, confirmó una relación directa entre los halos de inhibición del crecimiento y la concentración de NaCl. Esto muestra que, la interacción entre el antibiótico y el biopolímero es mayormente electrostática, que la carga del antibiótico se la puede regular con la concentración de pectina y la cinética de liberación modificando la fuerza iónica de la segunda membrana del sistema de criogeles.

Control release of drugs through biocompatible films avoid side effects given by the high initial concentrations of traditional dosing. Enrofloxacin is generally administered at high concentrations which can cause molecular stacking and crystal formation affecting many organs with undesirable side consequences. The antibiotic was released by free diffusion from Polyvinyl alcohol (PVA) cryogels and this behavior was not modified by increasing the number of cyeles of freezingjthawing. A maximum 40percent release was found with PVA cryogels doped with 0.5percent (wjv) pectin (PVA-P) (pH 5.5, 37"C) and, this behavior indicated an interaction between the biopolymer and the antibiotic. A two-Iayer hydrogel system of PVA-P was designed to induce the release of enrofloxacin, where the second layer contained a salt to increase the ionic strength of the system. This two-Iayer cryogels containing 0.75 and 1.5 M NaCl released 42 and 90percent enrofloxacin after 4h (pH 5.5, 37"C) respectively. A semi-quantitative bioassay with the strain Staphylococcus aureus ATCC 25923, showed a direct relationship between growth inhibition and NaCI concentration. These results indicated that: a) the interaction between the antibiotic and the biopolymer is mainly electrostatic, b) pectin concentration regulates the loading capacity for the antibiotic and c) the kinetic of enrofloxacin release can be regulated by modifying the cryogel ionic strength of the second-Iayer.