EXPERIENCIA DE LABORATORIO Nº1: PREFORMULACION DE MEDICAMENTOS. DESARROLLO DE FORMULACIONES LIQUIDAS DE COMPLEJO B Y POSIBLES INCOMPATIBILIDADES FARMACEUTICAS CORTES BLANCO MADELEINE HERRERA ACOSTA SEBASTIAN MANRIQUE LOZANO SEBASTIAN ROJAS LÓPEZ MELISSA ANDREA DOCENTE: JEAN MARIO CASTRO UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO FACULTAD DE QUÍMICA Y FARMACIA PROGRAMA DE FARMACIA DISEÑO Y FORMULACION DE MEDICAMENTOS Y PRODUCTOS SANITARIOS NOVENO SEMESTRE BARRANQUILLA 2022 Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 RESUMEN En esta experiencia práctica se plantearon 2 diferentes alternativas de preformulaciones, planteando combinaciones de complejo B, con base en la bibliografía para determinar la más estable. Se ensayó una Preformulación planteada, en la cual se utilizaron la tiamina, riboflavina y piridoxina y algunos excipientes como propilenglicol, EDTA y ácido cítrico, utilizando materiales de laboratorio como beaker, buretas, balanza analítica. Comprendiendo con esto la importancia de las preformulaciones como un paso inicial y primordial para el diseño de medicamentos. Palabras clave: riboflavina, Preformulación, vitamina B, incompatibilidades. ABSTRAC In this practical experience, 2 different alternatives of preformulations were proposed, proposing Combination of complex B, based on the bibliography to determine the most stable. A proposed preformulation was tested, in which thiamine, riboflavin and pyridoxine and some excipients such as propylene glycol, EDTA and citric acid were used, using laboratory materials such as beaker, burettes, analytical balance. Understanding with this the importance of preformulations as an initial and essential step for drug design. Keywords: riboflavin, Preformulation, vitamin B, incompatibilities. 1. INTRODUCCIÓN La Preformulación es un proceso en el que se lleva a cabo una caracterización de las propiedades físico-química y biofarmacéuticas del fármaco y el estudio de la influencia que tienen sobre ellas los excipientes y el proceso tecnológico, con el objetivo de generar información útil para la formulación en el desarrollo de una forma de dosificación estable y biodisponible. Para empezar, se deben tener en cuenta algunos aspectos de las sustancias activas a utilizar y su comportamiento en conjunto con los auxiliares de formulación o excipientes, pues se debe garantizar su estabilidad. En el caso particular del complejo de la vitamina B, requiere de condiciones especiales de cada una de ellas y las reacciones que estas generan, razón por la cual se debe ser cuidadoso en las combinaciones que se generen. Un factor determinante es el pH y el factor de solubilidad. La vitamina B1, tiamina, es una molécula termolábil, fotosensible y oxidable. Hay que tener muy en cuenta el pH de la solución puesto que a pH neutro o alcalino se deteriora rápidamente. Por su parte la vitamina B2, riboflavina es fotosensible, las soluciones se alteran cuando se exponen a la luz, en particular si son alcalinas, es además inestable frente al calor. Y, por último, la vitamina B6, piridoxina, comparte la propiedad de la fotosensibilidad. Por lo tanto, hay que tener mucha precaución a la hora de llevar a cabo el proceso de manufactura, teniendo en cuenta todos los Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 factores determinantes como la temperatura, luminosidad, pH y la utilización de envases que protejan de la luz. Una vez planteada la Preformulación, es importante el ensayo de la misma, para determinar la estabilidad de las combinaciones planteadas y perfeccionar de esta manera el producto final, para garantizar una excelente calidad, estabilidad y seguridad. 2. OBJETIVOS ● Comprender la importancia de los estudios de Preformulación como primer paso para el diseño racional de medicamentos. ● Diseñar y ensayar preformulaciones de diferentes combinaciones de complejo B con el fin de determinar la combinación más adecuada para estas sustancias. 3. MATERIAL DE LABORATORIO Y EQUIPOS ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● Espátula Vidrio de reloj Beaker Varilla de agitación Plancha de calentamiento Probeta Pesa sustancias Balanza analítica Agua purificada Tiamina Riboflavina Piridoxina Metilparabeno Propilparabeno Propilenglicol Hidróxido de sodio Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4. 1 pH teórico de la formulación líquida de complejo B La siguiente muestra el pH óptimo de cada reactivo y el pH final de nuestra formulación de la forma farmacéutica líquida de complejo B. Combinación 1 jarabe de complejo B Sustancia pH Optimo Tiamina 2.0-3.5 Riboflavina 3.0- 4.0 Piridoxina 3.0- 5.0 pH final 3.2 Combinación 2 jarabe de complejo B Sustancia pH Optimo Cianocobalamina 4.0- 5.0 Riboflavina 3.0- 4.0 Piridoxina 3.0- 5.0 pH final 4.0 Tabla 1. Combinación 1 y 2 de jarabe de complejo B. 4.2 Fórmulas cuali-cuantitativas de las combinaciones de los reactivos de complejo B. Se establecieron 2 tipos de combinaciones que se muestran en la Tabla 2, 3, 4 y 5. Se determinaron las siguientes concentraciones para los ingredientes y excipientes de cada combinación de jarabe de complejo B. Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 Combinación 1 de jarabe de complejo B: Ingredientes Cantidad Unidad Principio activo Tiamina 1,65 mg/mL Riboflavina 1,87 mg/mL Piridoxina 2,2 mg/mL Excipientes Ácido cítrico 0,02 mg/mL Metilparabeno 1,8 mg/mL Propilparabeno 0,2 mg/mL Ácido ascórbico 1 mg/mL Propilenglicol 0,2 mg/mL EDTA 1 mg/mL Agua c.s.p 1 mL Tabla 2. Formula cual cuantitativa de la combinación 1. Exceso (%) 10 10 10 funcionalidad Regulador de pH Preservante Preservante Antioxidante Cosolvente/preservante Quelante solvente Ingredientes Cantidad Principio activo Tiamina 1,65 Riboflavina 1,87 Piridoxina 2,2 Excipientes Ácido cítrico 0,02 Metilparabeno 1,8 Propilparabeno 0,2 Ácido ascórbico 1 Propilenglicol 0,2 EDTA 1 Agua c.s.p 1 Tabla 3. Formula estandarizada de fabricación de la combinación 1 para 1L. Unidad g/lote g/lote g/lote g/lote g/lote g/lote g/lote L/lote g/lote L ● Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 Combinación 2 de jarabe de complejo B Ingredientes Cantidad Unidad Principio activo Cianocobalamina 0.0066 mg/mL Riboflavina 1,87 mg/mL Piridoxina 2,2 mg/mL Excipientes Ácido cítrico 0,02 mg/mL Metilparabeno 1,8 mg/mL Propilparabeno 0,2 mg/mL Ácido ascórbico 1 mg/mL Propilenglicol 0,2 mg/mL EDTA 1 mg/mL Agua c.s.p 1 mL Tabla 4. Formula cualicuantitativa de la combinación 2. Exceso (%) 10 10 10 funcionalidad Regulador de pH Preservante Preservante Antioxidante Cosolvente/preservante Quelante solvente Ingredientes Cantidad Principio activo Cianocobalamina 0,0066 Riboflavina 1,87 Piridoxina 2,2 Excipientes Ácido cítrico 0,02 Metilparabeno 1,8 Propilparabeno 0,2 Acido ascórbico 1 Propilenglicol 0,2 EDTA 1 Agua c.s.p 1 Tabla 5. Formula estandarizada de fabricación de la combinación 2 para 1L. Unidad g/lote g/lote g/lote g/lote g/lote g/lote g/lote L/lote g/lote L 4.3 Cálculos Para para establecer las concentraciones de los ingrediente y excipientes para la combinación de los jarabes de complejo B (tabla 2,3,4 y 5), se realizaron los siguientes cálculos: Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 Nota: se efectuaron los mismo cálculos para las dos combinaciones, exceptuando el caso la Tiamina y la Cianocobalamina, que son el factor diferencial en cada uno de los jarabes. 4.4. Proceso de manufactura 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Se procede a pesar en una balanza analítica el metilparabeno, el propilparabeno y el propilenglicol. Se añade el 20% de agua de la formulación en un beaker y se añaden los parabenos y el propilenglicol. La mezcla anterior se somete a calentamiento, en una estufa a 70°C por 7 minutos para que se solubilice, hasta obtener una mezcla homogénea. Posteriormente se procede a bajar la temperatura de 70°C a 30°C agitando con una varilla de vidrio. Para continuar, se pesan la tiamina, la riboflavina y la piridoxina y se añaden una a una al beaker sin dejar de agitar. Se pesa el ácido cítrico y el EDTA y se añaden a mezcla. Luego de que todas las sustancias estén incorporadas en la mezcla y esta sea homogénea se procede a medir el pH, el cual debe estar en un rango de 3.1 a 3.3. De ser necesario, añadir una cantidad suficiente de ácido cítrico para ajustar el pH. Para finalizar, se afora con agua hasta completar 100 mL. Envasar el preparado en un envase bien cerrado y protegido de la luz. 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se debe adicionar las vitaminas teniendo en cuenta que se pueden degradar en altas temperaturas por lo tanto se decidió adicionar al final después de la mezcla de preservantes y demás excipientes. Del resultado del proceso de formulación se obtuvo una preparación líquida, con consistencia ligera y de color naranja. Posteriormente, se procedió a verificar el pH deseado de la formulación, obteniendo como resultado un pH igual a 5 como se muestra en la Figura 1. Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 Figura 1. Fotografía de la evaluación del pH de la forma farmacéutica líquida de complejo B. De acuerdo al resultado obtenido del pH de la preparación farmacéutica, se puede mencionar que no se alcanzó el valor de pH deseado, (es decir, 3.2), debido a que la cantidad de Ácido cítrico agregada no fue suficiente en nuestra formulación, por lo que debe realizarse el respectivo ajuste a la fórmula para una futura repetición de la forma farmacéutica líquida. 6. CONCLUSIÓN Se puede concluir que la forma farmacéutica obtenida no fue la más adecuada debido a los resultados de pH de esta. Estos valores obtenidos pueden interferir en la estabilidad de nuestro producto, por ello es necesario que se ajuste los valores de pH para futuras elaboraciones de esta forma farmacéutico. También es importante realizar pruebas de estabilidad como la presencia de luz, las altas temperaturas y el tipo de envase que se utilice en la producción de este producto, debido a la presencia de las vitaminas del complejo B. ANEXOS 1. Definir la etapa de Preformulación de medicamentos e investigar cuales son las principales técnicas analíticas de laboratorio en las cuales se puede apoyar este proceso investigativo para verificar la estabilidad de las formulaciones desarrolladas. La Preformulación es un proceso en el que se lleva a cabo una caracterización de las propiedades físico-química y biofarmacéuticas del fármaco y el estudio de la influencia que tienen sobre ellas Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 los excipientes y el proceso tecnológico, con el objetivo de generar información útil para la formulación en el desarrollo de una forma de dosificación estable y biodisponible. Las principales técnicas analíticas para apoyar estos procesos son: • • Técnicas analíticas para detectar el polimorfismo Técnicas microscópicas Análisis térmico: Calorimetría diferencial de barrido (DSC Termogravimetría Difracción de RX Técnicas para determinar el punto de fusión - • Método del capilar Microscopía de platina caliente Calorimetría diferencial de Calorimetría diferencial de barrido (DSC) Técnicas para determinación de impurezas - • Punto de fusión DSC (Calorimetría diferencial de barrido) Cromatografía Estudio toxicológico de las impurezas Técnicas analíticas para detectar incompatibilidades 2. Análisis térmico: DSC (el más utilizado y más rápido). Modificación en los picos. HPLC y Cromatografía en capa fina Difracción de rayos X Espectroscopía de IR De acuerdo a lo observado en la práctica cuál es el pH que más favorece a la estabilidad resultante para las vitaminas incluidas en el producto. Justifique su respuesta de manera técnico-científica. El pH más adecuado se debe seleccionar teniendo en cuenta el rango optimo de cada vitamina que se usara en la formulación, después de esto se ubica el límite mínimo y máximo que abarque las vitaminas seleccionadas y se ubica un punto medio de ese rango, en nuestra primera propuesta de formulación el rango más optimo fue pH:3,2 debido a la revisión de la literatura nuestras vitaminas: riboflavina, piridoxina y tiamina tenían ese punto de pH dentro de su rango de estabilidad. Además, se debe especificar que en el proceso de fabricación este un parámetro critico de proceso y Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 se debe controlar y monitorear para asegurar la calidad y estabilidad de nuestra preparación farmacéutica. 3. Cuáles son las principales incompatibilidades reportadas en la literatura científica en este tipo de producto y como las superaría en su desarrollo farmacéutico. Es necesario formular soluciones parenterales mixtas de vitamina B 12 utilizando tampones de fosfato adecuados (pH=5.8) e indicar “Almacenar en refrigerador” en las formulaciones parenterales mixtas de vitamina B 12 con otras vitaminas B. Las vitaminas solubles en agua son propensas a la degradación en soluciones, particularmente cuando se exponen a la luz. Las vitaminas B son sensibles a factores tales como: luz, calor, humedad, agentes oxidantes y reductores, ácidos y/o bases. Existe mucha literatura sobre la estabilidad deficiente de la vitamina B 12 y se ha informado que el pH óptimo para la estabilidad de esta vitamina es un valor de pH de 4-6,5. Es bien sabido que las soluciones acuosas de cianocobalamina son fotodegradables y algunas vitaminas B y C aceleran la fotodegradación. 4. Sugiera usted un diseño de forma farmacéutica y fórmula cuali cuantitativa que permita brindar estabilidad a las vitaminas propuestas para este producto Ingredientes Principio activo Tiamina Riboflavina Piridoxina Excipientes Ácido cítrico Metilparabeno Propilparabeno Ácido ascórbico Propilenglicol EDTA Agua Cantidad Unidad 1,815 2,04 2,4 mg/mL mg/mL mg/mL 0,02 1,8 0,2 1 0,2 1 c.s.p 1 mg/mL mg/mL mg/mL mg/mL mg/mL mg/mL mL Exceso (%) 20 20 20 funcionalidad Regulador de pH Preservante Preservante Antioxidante Cosolvente/preservante Quelante solvente Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 5. Cálculos Ingredientes Principio activo Tiamina Riboflavina Piridoxina Excipientes Ácido cítrico Metilparabeno Propilparabeno Ácido ascórbico Propilenglicol EDTA Agua Ingredientes Principio activo Tiamina Riboflavina Piridoxina Excipientes Ácido cítrico Metilparabeno Propilparabeno Ácido ascórbico Propilenglicol EDTA Agua Cantidad Unidad 1,65 1,87 2,2 mg/mL mg/mL mg/mL 0,02 1,8 0,2 1 0,2 1 c.s.p 1 mg/mL mg/mL mg/mL mg/mL mg/mL mg/mL mL Exceso (%) 10 10 10 funcionalidad Regulador de pH Preservante Preservante Antioxidante Cosolvente/preservante Quelante solvente Cantidad Unidad 82,5 93,5 110 mg/lote mg/lote mg/lote 1 90 10 50 10 50 c.s.p 50 mg/lote mg/lote mg/lote mg/lote mL/lote mg/lote mL Experiencia De Laboratorio Nº1: Preformulación de medicamentos. desarrollo de formulaciones liquidas de complejo b y posibles incompatibilidades farmacéuticas. Estudiantes: Madeleine Cortes, Sebastian Herrera, Sebastian Manrique, Melissa Rojas. Docente: Jean Mario Castro Universidad Del Atlántico 2022 BIBLIOGRAFÍA 1. Gibson, M. Pharmaceutical Preformulation and Formulation. A practical guide from candidate Drug selection to comercial dosage form. Editorial Informa Healthcare, 2009. 2. Rowe, R; Sheskey, P; Quinn, M. Handbook of Pharmaceutical Excipients. Sexta edición. Pharmaceutical Press Editorial, 2009. 3. Lozano, Ma. Del Carmen. Cordoba, D. Cordoba, M. Manual de tecnología farmacéutica. Elsevier 2012. España. 4. Monajjemzadeh, F., Ebrahimi, F., Zakeri-Milani, P. y Valizadeh, H. (2014). Efectos de las variables de formulación y las condiciones de almacenamiento en formulaciones parenterales mixtas de vitamina B12 protegidas contra la luz. Boletín farmacéutico avanzado , 4 (4), 329– 338. https://doi.org/10.5681/apb.2014.048.
