Inventario de aplicaciones del polietilenglicol en el campo médico

Polietilenglicol (PEG) es Polímero hidrofílico, no tóxico, de pH neutro y altamente soluble en agua con estructura de cadena lineal o ramificada. El PEG es el polímero con el nivel más bajo de absorción de proteínas y células entre todos los polímeros conocidos hasta la fecha. Debido a su no toxicidad y buena biocompatibilidad, el PEG ha sido aprobado por la FDA como polímero para inyección in vivo.

Aplicación en farmacia

El polietilenglicol se ha utilizado ampliamente en el campo de la farmacia. Debido a su diferente grado de polimerización, el peso molecular del polietilenglicol suele estar entre 200 y 35000, y su fórmula química es HO(CH2CH2O)nH. En farmacia, el polietilenglicol se puede utilizar principalmente como disolvente de fármacos, aditivo o excipiente de fármacos, plastificante y agente formador de poros, portador de fármacos, material modificador y potenciador de la penetración, etc.

Polietilenglicol (PEG)) como disolvente de fármacos

1. Inyección

Las soluciones acuosas de PEG200-600 de diferentes concentraciones son buenos disolventes que pueden mejorar la solubilidad de fármacos poco solubles y tienen un efecto estabilizador sobre fármacos inestables al agua, por lo que pueden usarse como disolventes inyectables.

2. Gotas para los ojos

Utilizando PEG400 como disolvente, se pueden elaborar colirios de indometacina, y la prescripción de PEG400 es mejor que la prescripción de Span80. Además, el PEG se puede utilizar como espesante en colirios para aumentar la viscosidad y prolongar el tiempo de permanencia del fármaco en el ojo, aumentando así la eficacia y reduciendo la irritación.

Polietilenglicol como aditivo o excipiente

1. Codisolvente

El polietilenglicol puede formar un codisolvente con agua en aditivos líquidos para mejorar la solubilidad de fármacos poco solubles.

2. Aglutinantes y lubricantes

El PEG4000 y el PEG6000 son aglutinantes y lubricantes solubles en agua de uso común en comprimidos. Los gránulos elaborados con polietilenglicol como aglutinante tienen buena formabilidad y los comprimidos no se endurecen, lo que resulta adecuado para la granulación de materiales solubles o insolubles en agua.

3. Estabilizadores

Por ejemplo, se puede añadir polietilenglicol a las formas de dosificación líquidas de fármacos proteicos para cambiar las propiedades de la proteína y aumentar su estabilidad. A menudo se utilizan altas concentraciones de PEG como crioprotectores y precipitantes/cristalizadores para proteínas, y pueden interactuar con las cadenas hidrofóbicas de las proteínas. Los estudios han demostrado que los PEG de diferentes pesos moleculares tienen diferentes efectos. Por ejemplo, el PEG300 a una concentración del 0,5 % o del 2 % puede inhibir la agregación del factor de crecimiento de queratinocitos humanos recombinantes; el PEG200, 400, 600 y 1000 pueden estabilizar la BSA y la lisozima.

Polietilenglicol como portador de fármacos

1. Matriz

Las mezclas de PEG adecuadas (como cantidades iguales de PEG300 y PEG500) tienen una cierta consistencia de pasta, lo que las hace tener una buena solubilidad en agua y una buena compatibilidad con los medicamentos, y pueden usarse como una matriz soluble en agua para ungüentos. Sus ventajas son: el PEG no causará alergias en la piel, es estable y no se deteriora. El PEG suave aplicado sobre la superficie de la piel no afecta la sudoración humana. Dado que el PEG no está electrolizado, su valor de pH se puede ajustar a cualquier valor requerido para satisfacer las necesidades humanas.

2. Materiales de dispersión sólida

Debido a que el PEG tiene una buena solubilidad en agua y se puede disolver en una variedad de solventes orgánicos, puede dispersar ciertos fármacos en un estado molecular, evitando así la agregación del fármaco. Por lo tanto, en materiales de dispersión sólida, el PEG se puede utilizar como material portador soluble en agua para aumentar la velocidad de disolución de los fármacos. El PEG también se puede utilizar como material portador para dispersiones sólidas de liberación sostenida. Por ejemplo, al utilizar el método de fusión, el fármaco se disuelve en el PEG fundido y la solución del fármaco se carga en una cápsula dura. La solución del fármaco se solidifica a temperatura ambiente y el fármaco se libera lentamente de acuerdo con el mecanismo de disolución, por lo que tiene un efecto de liberación sostenida. Además, diferentes contenidos de PEG también formarán diferentes tipos de dispersiones sólidas.

3. Nanomicelas poliméricas

Las micelas poliméricas se estudian principalmente como micelas de homopolímeros y copolímeros. Por ejemplo, el polietilenglicol se puede utilizar para formar la región hidrófila de los copolímeros de bloque anfifílicos, y los materiales hidrófobos en la región hidrófoba junto con el PEG forman varios polímeros anfifílicos dibloque o tribloque, que pueden formar varias micelas y ampliar el rango de carga del fármaco.

Por ejemplo, después de la copolimerización de PCL y polietilenglicol, la hidrofilicidad de las partículas de PCL se puede aumentar para formar copolímeros anfifílicos, lo que cambia las propiedades de formación de esferas del polímero. El copolímero anfifílico se carga con fármacos para formar nanomicelas. Los grupos hidrófobos del copolímero mejoran el rendimiento de carga del sistema para fármacos solubles en aceite como el paclitaxel, mientras que los grupos hidrófilos mejoran la solubilidad en agua del paclitaxel.

4. Materiales modificados

Cuando se utiliza polietilenglicol como material modificado, se puede utilizar para modificar fármacos y cambiar sus propiedades de acción, y también se puede utilizar para modificar los portadores de fármacos y mejorar el rendimiento de los portadores originales. La modificación estructural con PEG puede mejorar las siguientes propiedades de los fármacos:

(1) Aumentar la estabilidad y reducir la degradación enzimática;

(2) Mejorar las propiedades farmacocinéticas, como prolongar la vida media plasmática, reducir la concentración máxima del fármaco en sangre y reducir las fluctuaciones de la concentración del fármaco en sangre;

(3) Reducir la inmunogenicidad y la antigenicidad;

(4) Reducir la toxicidad y mejorar la actividad in vivo;

(5) Mejorar la distribución del fármaco en el organismo y potenciar su focalización;

(6) Reducir la frecuencia de la medicación y mejorar el cumplimiento del paciente.

1. Fármacos de proteínas modificadas

El polietilenglicol se puede modificar químicamente mediante la unión covalente a las proteínas. La modificación de proteínas con PEG puede cambiar las propiedades bioquímicas de las proteínas, incluido el tamaño molecular, la hidrofobicidad y la carga, aumentando así la solubilidad en agua y la estabilidad de las proteínas. Además, también puede reducir la inmunogenicidad de las proteínas, mejorar la eficacia y la seguridad de los fármacos, etc. La modificación de proteínas con PEG se puede realizar en los grupos amino, tiol o carboxilo de las proteínas.

2. Portadores de fármacos modificados

Preparación y estudio de liberación de fármacos in vitro de complejos moleculares de poliamida-amina modificada con polietilenglicol (PAMAM)-metotrexato (MTX). El PEG funcionalizado se conecta al grupo amino en la superficie de PAMAM a través de un enlace amida. Se investiga la toxicidad hemolítica de PAMAM PEGilado y se preparan complejos PAMAM-PEG/MXT. Se determina la cantidad máxima de complejo y se investiga el comportamiento de liberación de fármacos in vitro de los complejos en diferentes soluciones tampón y plasma y la estabilidad en diferentes condiciones de almacenamiento. Finalmente, de acuerdo con los resultados experimentales, se encontró que, en comparación con PAMAM, la toxicidad hemolítica de PAMAM-PEG se redujo significativamente y tuvo un cierto efecto de liberación sostenida, por lo que se espera que se convierta en un nuevo material portador de administración de fármacos.

3. Modificación de fármacos de moléculas pequeñas

Además de utilizarse para modificar proteínas, transportadores y otras sustancias macromoleculares, muchos fármacos orgánicos de moléculas pequeñas también están utilizando gradualmente la tecnología de modificación con PEG. Por ejemplo, algunos fármacos de moléculas pequeñas se modifican con polietilenglicol. El diclorotionilo se utiliza como agente de acoplamiento. Después de que el fármaco de molécula pequeña se cloroformila, se une al polietilenglicol con un enlace lipídico degradable. Los resultados muestran que este método mejora el rendimiento del producto modificado de destino y mejora la solubilidad en agua del ácido nicotínico modificado con PEG.