Grupo de investigadores crean un hidrogel que libera medicamentos gradualmente a nivel gástrico

No solamente es necesario contar con medicamentos eficaces para el tratamiento de las diversas patologías, sino que es fundamental la ingesta de éstos con la periodicidad indicada, a fin de mantener los niveles plasmáticos terapéuticos de los fármacos para que sean efectivos.

Puesto que los pacientes no siempre toman sus medicamentos según lo prescrito, lo que se ve reflejado en el hecho de fracasos terapéuticos o complicaciones de la patología de base, que cuesta al sistema de salud en los EEUU más de USD 100 mil millones por año, debido a una gran cantidad de pacientes que terminan hospitalizados.

Existe la urgencia de formulaciones fáciles de ingerir y  que puedan administrar fármacos de manera gradual, durante un período prolongado de tiempo, de modo que los pacientes no estén obligados a recordar la toma de su medicación con regularidad. Este requerimiento se torna de vital importancia en aquellos países en desarrollo, donde pacientes afectados de enfermedades parasitarias como la malaria, necesitan tomar una multiplicidad de  medicamentos en regímenes de alta complejidad.

Lo ideal en estos casos, es disponer de un dispositivo que libere gradualmente los fármacos al torrente sanguíneo, de forma tal que la concentración plasmática se mantenga en los niveles óptimos para el tratamiento.

Los requerimientos  a tomar en cuenta para elaboración de un sistema de ingesta de medicamentos

El estómago es una excelente puerta para el ingreso de estos dispositivos, que en la actualidad se vienen aplicando exitosamente con fines diagnósticos.

Estos sistemas para el suministro de medicamentos por vía gástrica deben reunir los siguientes requisitos:

• Ser ingeribles.
• Tener capacidad de aumentar su volumen para asegurar que resistan adecuadamente en el interior del estómago.
• Ser capaces de mantener su integridad física para soportar la prolongada motilidad gástrica.
• Poder ser activados para poder controlar cualquier potencial efecto secundario asociado.
• Poder acumular fármacos y liberarlos gradualmente durante un tiempo prolongado en el estómago.
• Poder ser desintegrados y eliminados de manera inocua en caso de ser necesario.
• Los materiales en los que estén elaborados, idealmente deben ser hidrogeles.

El avance en el hidrogel terapéutico

Con la mente en estos objetivos, limitaciones e implicancias terapéuticas, un equipo de investigadores del MIT y Brigham & Women’s Hospital,  diseñaron y elaboraron un hidrogel que puede llegar al estómago vía deglución directa, permanecer varios días y realizar la entrega dosificada de fármacos, datos que fueron publicados recientemente en la revista Nature Communications.

Estos hidrogeles se encuentran constituidos por redes de biopolímeros:

«Uno está compuesto de alginato, un material derivado de algas marinas, y el otro es poliacrilamida, un polímero ampliamente utilizado«, explica el ingeniero biomédico Giovanni Traverso, en Brigham and Women’s Hospital.

El desarrollo de este gel implicó un gran desafío para el equipo, ya que los hidrogeles, que se sintetizan usualmente a partir de una única red de cadenas de polímeros reticuladas, son laxos y de escasa resistencia, que les impiden soportar presiones y torsiones mecánicas de gran magnitud, como las que tienen lugar en el estómago.

Por lo tanto, los investigadores tuvieron que recurrir a la utilización de  dos redes poliméricas entrelazadas para construir un material más fuerte y  de mayor resitencia: «Hay dos redes: una está compuesta de alginato, un material derivado de algas, y la es poliacrilamida, un polímero ampliamente utilizado «, explica Traverso.

Algas de las que se extrae el alginato.

La red de poliacrilamida forma redes estabilizadas y resistentes a través de puentes o enlaces disulfuro, que pueden disolverse usando el antioxidante glutatión. Por su parte, la red de alginato, estructura sus redes a través de enlaces iónicos, que pueden disolverse utilizando EDTA (ácido etilendiaminotetraacético).

De esta manera, si el sistema del hidrogel necesita ser eliminado del estómago de manera rápida, ya sea debido a una mala reacción al gel y/o al fármaco, el paciente puede ingerir el compuesto del “antídoto”, provocando que el material sufra una rápida despolimerización para ser eliminado a través del cuerpo sin causar daño alguno.

Cuando el gel está deshidratado, dado su escaso tamaño, puede ser tragado fácilmente, pero al absorber el agua en el interior de la cavidad gástrica, aumentan considerablemente su volumen, impidiendo de esta forma que puedan abandonar el estómago rumbo al intestino delgado.

Este nuevo sistema ha logrado permanecer en el estómago por un período de nueve días, liberando su contenido de fármacos de manera gradual y sostenida, sin causar daño alguno en las paredes gástricas, ni en el resto del organismo.

Implicancias en su uso

Este nuevo dispositivo puede marcar una diferencia significativa entre el éxito y el fracaso de terapias farmacológicas, especialmente en patologías que requieren un estricto control de la ingesta en intervalos definidos, que puede significar el evitar una hospitalización, prevenir fracasos terapéuticos, aumentar la calidad de vida de los pacientes y un ahorro importante en costos médicos para los pacientes y los sistemas de salud en todo el mundo.