Caracterització i avaluació de l'eficàcia de formulacions tòpiques de flurbiprofè vehiculat en sistemes nanoestructurats

Abstract

[cat] Aquesta tesi doctoral té com a objectiu el desenvolupament i la caracterització de formulacions tòpiques de flurbiprofè vehiculat mitjançant sistemes nanoestructurats. Es van formular suspensions i hidrogels a partir de nanopartícules de flurbiprofè, liofilitzades amb D-(+)-trehalosa o polietilenglicol 3350 (PEG-3350) i esterilitzades mitjançant irradiació gamma. A partir d’aquestes suspensions es van obtenir hidrogels nanocompostos mitjançant la seva incorporació en una base de Sepigel 305®. Es van caracteritzar a nivell fisicoquímic i es va estudiar el perfil i la cinètica d’alliberament del fàrmac, la seva capacitat de permeació ex vivo a través de pell humana, porcina i bovina. La seguretat cutània es va avaluar in vivo en voluntaris sans mitjançant l’aplicació de nanopartícules sense fàrmac. Els resultats van confirmar l’estabilitat química de les formulacions i unes propietats mecàniques adequades per a l’aplicació tòpica. Els assaigs de permeació van mostrar diferències significatives segons el crioprotector emprat: els gels amb PEG-3350 van presentar una millor permeació en pell humana i porcina, així com una extensibilitat superior, mentre que els formulats amb TRE van ser més eficaços en pell bovina. La suspensió i l’hidrogel amb PEG-3350 es van sotmetre a estudis d’eficàcia. La seva aplicabilitat es va avaluar com a tractament preventiu de la resposta inflamatòria associada a perforacions cutànies, mitjançant l’aplicació prèvia al procediment. Es va analitzar la retenció cutània, l’estabilitat a diferents temperatures, la citotoxicitat in vitro, els canvis histològics i el potencial irritatiu. Ambdues formulacions van reduir significativament la inflamació respecte als controls, sense evidència de citotoxicitat ni alteracions estructurals, mostrant un alt potencial per a l’ús clínic i veterinari.

[spa] Esta tesis doctoral tiene como objetivo el desarrollo y la caracterización de formulaciones tópicas de flurbiprofeno vehiculado mediante sistemas nanoestructurados. Se formularon suspensiones e hidrogeles a partir de nanopartículas de flurbiprofeno, liofilizadas con D-(+)-trehalosa o polietilenglicol 3350 (PEG-3350) y esterilizadas mediante irradiación gamma. A partir de estas suspensiones se obtuvieron hidrogeles nanocompuestos mediante su incorporación en una base de Sepigel 305®. Se caracterizaron a nivel fisicoquímico y se estudió el perfil y la cinética de liberación del fármaco, así como su capacidad de permeación ex vivo a través de piel humana, porcina y bovina. La seguridad cutánea se evaluó in vivo en voluntarios sanos mediante la aplicación de nanopartículas sin fármaco. Los resultados confirmaron la estabilidad química de las formulaciones y unas propiedades mecánicas adecuadas para su aplicación tópica. Los ensayos de permeación mostraron diferencias significativas según el crioprotector empleado: los geles con PEG-3350 presentaron mejor permeación en piel humana y porcina, así como una extensibilidad superior, mientras que los formulados con TRE fueron más eficaces en piel bovina. La suspensión y el hidrogel con PEG-3350 se sometieron a estudios de eficacia. Su aplicabilidad se evaluó como tratamiento preventivo de la respuesta inflamatoria asociada a perforaciones cutáneas, mediante la aplicación previa al procedimiento. Se analizó la retención cutánea, la estabilidad a distintas temperaturas, la citotoxicidad in vitro, los cambios histológicos y el potencial irritativo. Ambas formulaciones redujeron significativamente la inflamación respecto a los controles, sin evidencia de citotoxicidad ni alteraciones estructurales, mostrando un alto potencial para su uso clínico y veterinario.

[eng] This doctoral thesis aims to develop and characterize topical formulations of flurbiprofen delivered via nanostructured systems. Suspensions and hydrogels were prepared using flurbiprofen nanoparticles, lyophilized with D-(+)-trehalose or polyethylene glycol 3350 (PEG-3350), and sterilized by gamma irradiation. From these suspensions, nanocomposite hydrogels were obtained by incorporating them into a Sepigel 305® base. The formulations were characterized physicochemically. Additionally, the drug release profile and kinetics, as well as its ex vivo permeation through human, porcine, and bovine skin, were studied. Cutaneous safety was evaluated in vivo in healthy volunteers using drug-free nanoparticles. The results confirmed the chemical stability of the formulations and suitable mechanical properties for topical application. Permeation assays showed significant differences depending on the cryoprotectant used: PEG-3350-based gels showed better permeation in human and porcine skin and superior extensibility, whereas trehalose-based formulations were more effective in bovine skin. The PEG-3350 suspension and hydrogel underwent efficacy studies. Their applicability was assessed as a preventive treatment for inflammatory responses associated with skin perforations through pre-procedural application. Cutaneous retention, temperature stability, in vitro cytotoxicity, histological changes, and irritant potential were evaluated. Both formulations significantly reduced inflammation compared to controls, with no evidence of cytotoxicity or structural alterations, demonstrating high potential for clinical and veterinary use.