(Nano)materiales inorgánicos/orgánicos como sistemas portadores de antimicrobianos

Abstract

RESUMEN El presente trabajo tuvo corno objetivo desarrollar (nano)materiales inorgánicos/orgánicos como sistemas portadores (SP) de fármacos antimicrobianos del grupo de las (fluoro)quinolonas (FAQ), siendo el ácido nalidíxico (HNal) y la ciprofloxacina (Cip) los FAQ modelo seleccionados, los cuales fueron vehiculizados en hidróxidos dobles laminares (LDH) corno material portador. Para la síntesis de los SP conteniendo la forma básica del HNal (Nal) se utilizaron dos rutas de síntesis por co-precipitación: a pH variable (LDH-Nal-pHvar) y a pH constante (LDH-Nal-pHcte). Ambas dieron lugar a nanopartículas de LDH de Mg y Al con relación molar cercana a 3:1 y, aproximadamente, un 30 %P p' de Nal incorporado. Éstas presentaron morfología laminar irregular y, en el caso del LDH-Nal-pHcte, se observó una fase adicional de Mg(Nal)2. La liberación del Nal desde los LDH-Nal-pHvar se produjo, principalmente, por intercambio aniónico, por lo que la velocidad de liberación estuvo determinada por los aniones presentes en el medio de liberación. La vehiculización de Nal en los LDH produjo un incremento de la acción antimicrobiana comparado con el FAQ puro. Por otra parte, la presencia de Mg(Nalh en la muestra LDH-Nal-pHcte produjo una liberación más sostenida del Nal, pero con una menor acción antimicrobiana en comparación con la muestra LDH-Nal-pHvar. La experiencia adquirida con el Nal sentó las bases necesarias para la obtención y comprensión de las propiedades del sistema LDH-Cip. Este SP se sintetizó por co-precipitación a pH variable, con una relación molar 2:1 de Zn:Al y dio lugar a una fase pura de LDH, con un alto contenido de FAQ intercalado (58 % p p.I),en el que las partículas de LDH presentaron agregados de tamaño micrométrico. A partir de estos SP se llevó a cabo un estudio preliminar del diseño de una formulación, bajo la forma de apósito para administración tópica, mediante la combinación con hialuronato de sodio como matriz polimérica. Su caracterización indicó que los films permitirían un aseguramiento de dosis uniforme y la liberación modulada de la Cip promovería un efecto prolongado de la acción antimicrobiana. En conclusión, los SP desarrollados con base en LDH-FAQ se obtuvieron mediante una metodología con procesos fácilmente reproducibles y escalables; además, estos (nano )materiales presentaron propiedades prometedoras y resultan en alternativas interesantes para el tratamiento y profilaxis de infecciones tópicas oportunistas comunes.

Abstract: The present work aimed to develop inorganic/organic (nano)materials as carrier systems (CS) for antimicrobial drugs of the (fluoro)quinolones (FAQ) group. Nalidixic acid (HNal) and ciprofloxacin (Cip) were selected as model FAQ, and they were vehiculized in layered double hydroxides (LDH) as the carrier material. For the synthesis of CS containing the basic form of HNal (Nal), two synthetic routes based on co-precipitation were used: the first at a variable pH (LDH-Nal-pHvar) and the second at a constant pH (LDH-Nal-pHcte). In both cases, Mg and Al LDH nanoparticles with a molar ratio close to 3:1 and approximately 30 % p p-1 of incorporated Nal were formed. These nanoparticles presented irregular laminar morphologies and, in the case of the LDH-Nal-pHcte, an additional phase of Mg(Nal)2 was observed. The release of Nal from the LDH-Nal-pHvar particles occurred, mainly, by anion exchange, whereby the release rate was determined by the anions present in the release medium. Nal's vehiculization in LDH produced an increase in antimicrobial action compared to pure FAQ. On the other hand, the presence of Mg(Nal)2 in the LDH-Nal-pHcte samples produced a more sustained release of Nal, but with a lower antimicrobial action compared to the LDH-Nal-pHvar samples. The experience acquired with the Nal set the necessary foundations for obtaining and understanding the properties of the LDH-Cip system. The LDH-Cip was synthesized by co-precipitation at a variable pH, with a 2:1 molar ratio of Zn:Al. A pure phase of LDH, with a high intercalated FAQ content (58 % p p-1) was produced, in which the LDH particles presented micrometric aggregates. A preliminary study of the design of a formulation that combines these CS with sodium hyaluronate as a polymer matrix was carried out; this material could be used as a dressing for topical administration. A characterization of films made with this material indicated that they would assure a uniform dose and a modulated release of the Cip that would promote a prolonged effect of the antimicrobial action. In conclusion, the CS made with LDH and FAQ were obtained through a methodology with easily reproducible processes. In addition, these (nano)materials showed promising properties that would allow their use as an alternative for the treatment and prophylaxis of common opportunistic topical infections.