Aerosoles biocompatibles a partir de polvo seco: Nuevo enfoque en el suministro de fármacos por vía inhalatoria

Universidad de Zaragoza 2022

[ES] La vía pulmonar ha demostrado ser una vía de administración muy prometedora para la administración directa y localizada de fármacos en los pulmones. El sistema respiratorio posee un epitelio alveolar con gran superficie, alta permeabilidad, actividad enzimática baja y ausencia de efecto de primer paso hepático. Todo ello permite un aumento de la biodisponibilidad del fármaco en los pulmones, con la consiguiente reducción de la dosis total empleada en comparación con otras vías de administración (oral o intravenosa) y, por tanto, una disminución de los efectos adversos derivados de la medicación. Sin embargo, el problema principal que presenta esta vía de administración es que, para lograr una concentración adecuada de fármaco en los pulmones se requiere una formulación que pueda ser aerosolizada de forma eficiente. Al mismo tiempo que un sistema de inhalación que produzca un aerosol útil del fármaco con un tamaño de partícula adecuado a la región del sistema respiratorio que se quiera alcanzar. Todo esto, sigue representando un desafío considerable, hasta el punto de que hoy en día no está resuelto el diseño de formulaciones biocompatibles, ni de dispositivos de inhalación para la administración eficaz de fármacos en fase aerosol. Recientemente, nuestro grupo ha patentado una novedosa tecnología que permite el suministro de aerosoles de partículas biocompatibles y biodegradables a partir de material en polvo seco susceptibles de ser empelados como vectores para la administración de fármacos y biomoléculas por vía pulmonar. Desarrollar formulaciones y procedimientos que permitan hacer realidad ese escenario es el objetivo central de esta tesis. En esta Tesis Doctoral se han desarrollado micropartículas basadas en polímeros naturales biodegradables para la liberación localizada y directa de antibióticos en el sistema pulmonar. Las micropartículas desarrolladas se han obtenido en forma de polvo seco con un tamaño ≤ 5 µm, que se considera adecuado para administraci
[EN] Inhalation is a very promising route for the delivery of many drugs to the lungs since the treatment is localized and directly administered. The respiratory system has an alveolar epithelium with high surface and permeability, low enzyme activity, and no hepatic first-pass effect. All of these features increase the drug bioavailability in the lungs, also the dose used is reduced compared to other routes of administration (oral or intravenous) and the adverse effects in patients derived from the treatment consequently decrease. However, there are important challenges that remains. Thus, this administration route requires of an adequate formulation, which could be efficiently aerosolized. Likewise, the design of the inhalation device is critical in order to generate high respirable fraction of the drug. For that reason, nowadays intense research efforts are devoted to the development of biocompatible formulations and of alternative inhalation devices to deliver aerosol drugs. Recently, our group at the University of Zaragoza has patented an innovative technology that allows the administration of biocompatible particles as an aerosol from dry powder formulations. These particles could be used as carriers to directly deliver drugs and biomolecules to the lungs by inhalation. Developing both, new formulations and procedures capable of realizing this objective is the focus of this Thesis. In this Doctoral Thesis, different microparticles based on natural biodegradable polymers had been designed and synthesized for the direct release of antibiotics in the pulmonary system. The microparticles had been obtained as a dry powder with a size under 5 µm, that is considered suitable for inhalation administration. Its potential for inhalation therapy applications has been evaluated in experiments of particulate aerosols generation.

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