Electroporación

es negativa. Por esta razón, los cambios de pH en las distintas zonas de la piel pueden alterar en este tipo de drogas la capacidad de permeación.

Efectos en la piel

Las reacciones de la piel limitan la cantidad de corriente que puede circular por ella durante la iontoforesis de dos formas: primero, dando efectos desagradables tales como sensaciones de dolor y de ardor, y segundo, irritando la piel desde un eritema inocuo a formación de ampollas y necrosis de la piel. Estas reacciones indeseables también limitan la duración de la aplicación. Para un electrodo cuya aérea de contacto con la piel es de 10 cm2 se recomienda una intensidad máxima de 4 miliampere (4 mA).

ELECTROPORACIÓN

Con la electroporación se consigue una elevación transitoria de la permeabilidad de la membrana celular por aplicación de pulsos breves de alta tensión. Se supone que por esta técnica se crean nuevos canales o poros de agua a través de las bicapas lipídicas. Los flujos a través de las bicapas de las drogas electroporadas se pueden incrementar unas 10.000 veces. La electroporación se emplea en biología celular para introducir en células aisladas y en tejidos sustancias para las cuales las membranas celulares son impermeables, tales como fragmentos de ADN y ciertas proteínas. La duración de los pulsos en la electroporación generalmente está comprendida entre 10 microsegundos (10 millonésimas de segundo) a 100 milisegundos (0,1 segundo). Se estima que los canales de agua formados en la electroporación son muy pequeños (menores que 10 nanómetros, o bien aproximadamente 100 veces menor que el tamaño de una bacteria), dispersos (ocupan aproximadamente el 0,1 % del área) y de corta duración (de millonésimas de segundo a segundos) (Jadoul y Préat, 1997). Sin embargo, para altos valores de la magnitud y la duración de los pulsos, los cambios inducidos en las membranas celulares pueden durar horas y también pueden llegar a ser irreversibles. Los primeros estudios que demostraron que es posible realizar la electroporación de las bicapas lipídicas del estrato córneo (formadas por ceramidas, colesterol y ácidos grasos) se deben a Prausnitz y colaboradores (1993). Estos investigadores utilizaron colorantes fluorescentes ionizables como la calceína, un derivado del colorante eritrosina (eritrosin-5-yodoacetamida) y amarillo de Lucifer, colorante que se emplea en biología celular. Las tensiones que aplicaron llegaron hasta unos 500 volt. En 1999, Pliquett y colaboradores demostraron que también era posible realizar la electroporación con manitol, una sustancia no ionizable. El transporte transdérmico de moléculas por electroporación puede ocurrir durante y/o después del pulso eléctrico. Durante el pulso, el elevado transporte puede deberse al incremento de la permeabilidad de la piel sometida a electroporación, a la electroforesis (para drogas formadas por iones) y/o menos comúnmente electro-ósmosis. El transporte después del pulso puede ser causado por los cambios de la permeabilidad de la piel que persisten después del pulso y/o a la liberación de un reservorio de la droga creado dentro de la piel durante la duración del pulso.

Potenciadores de la electroporación

Arindam Sen, Ya-Li Zhao y Sek Wen Hui (2002) demostraron experimentalmente que los fosfolípidos en forma de aniones (iones negativos) incrementan el transporte transdérmico de moléculas por electroporación. Este efecto no fue notado por estos autores cuando los fosfolípidos estaban en forma de cationes (iones positivos) o neutros (en realidad con una carga positiva y una negativa). Experimentando con piel de cerdo, Sen y sus colaboradores observaron que cuando estos fosfolípidos eran agregados en forma de liposomas a la solución acuosa de la droga a liberar, el flujo de esta

droga en la piel se incrementaba hasta centenares de veces. También demostraron que no era necesario que la droga estuviera encapsulada en el liposoma. Los mejores resultados los obtuvieron con fosfolípidos aniónicos saturados, en los cuales las cadenas hidrocarbonadas no contienen enlaces dobles entre átomos de carbono. Procediendo de esta forma lograron transportar por electroporación drogas de alta masa molecular, tales como ciertas proteínas, que de otra forma no hubiesen podido realizar sin producir un daño duradero en la piel.

Parámetros eléctricos

Los parámetros eléctricos que caracterizan a los pulsos son: forma de la onda, tensión, duración e intervalo entre pulsos (Jadoul y Préat, 1997).

Forma de la onda

Los dos tipos de generadores de pulsos que generalmente se emplean en el transporte de moléculas por electroporación son de decaimiento exponencial y pulsos de onda cuadrada. En las ondas exponenciales, la caída de tensión eléctrica en un cierto tiempo disminuye siempre en la misma proporción (por ejemplo un 50 % por cada milisegundo transcurrido). La duración de los pulsos en los cuales la tensión decae en forma exponencial depende de la resistencia de la piel (aumenta con la resistencia de la piel) y del sistema de electroporación (electrodos y medio conductor). Por esta razón, la reproducibilidad de las características del pulso puede ser un problema.

Sucesión de ondas con un decaimiento exponencial de la tensión.

En cambio, la tensión y la duración de las denominadas ondas cuadradas permanecen constantes, razón por la cual este tipo de pulsos son los que permiten un mejor control y una mayor reproducibilidad del transporte de drogas.

Sucesión de ondas cuadradas.

Tensión y duración del pulso y cantidad de pulsos

El control del transporte de una droga por electroporación de la piel puede ser llevado a cabo regulando la tensión del pulso, su duración y la cantidad de pulsos aplicados. Dentro del sistema de electroporación existe una caída de tensión significativa; por esta razón la tensión transdérmica es solamente una fracción (comprendida entre el 10 % y el 50 %) de la tensión aplicada entre los electrodos. Esta caída de tensión depende de la resistencia eléctrica de la piel y del reservorio de la droga. El flujo de la droga transportada se incrementa cuando se incrementan la cantidad de pulsos, la tensión y la duración de los pulsos.

Propiedades físico-químicas de la droga

La permeación dérmica de un principio activo también depende de sus propiedades físico-químicas tales como carga eléctrica, masa molecular y formulación del reservorio.

Carga eléctrica

En las moléculas cargadas eléctricamente, el movimiento electroforético es el principal mecanismo de movimiento en la piel sometida a electroporación. La cantidad de cargas eléctricas dependerá de su grado de ionización y del pH del medio. Aumentando la cantidad de cargas eléctricas se incrementa la velocidad de permeación. El transporte de moléculas neutras también es aumentado por la electroporación debido a una difusión pasiva a través de la piel.

Masa molecular

El transporte transdérmico disminuye al aumentar el tamaño molecular.

Formulación del reservorio de la droga

A medida que aumenta la concentración de la droga en el reservorio también aumenta su transporte en la piel. Un incremento de la viscosidad de la solución de la droga disminuye su transporte en la piel por electroporación.

Penetración de la droga

Ortega y colaboradores (2005) estudiaron la permeación de tinta china y de hidroxitirosol, aplicados en liposomas de lecitina de soja, en la piel del cobayo por electroporación. El hidroxitirosol es un compuesto fenólico abundante en el aceite de oliva que pertenece al grupo de antioxidantes naturales y que ha demostrado propiedades frente a la formación de radicales libres y acción antiinflamatoria. Estos investigadores usaron pulsos cortos de alta tensión con aplicaciones de 20 minutos. Las biopsias de la piel de los cobayos mostraron que la tinta china era transportada tanto en forma transcelular como intercelular. Las partículas de la tinta china fueron observadas tanto en el estrato córneo, entre las láminas córneas, como en los citoplasmas de lo queratinocitos en todas las capas de la epidermis y en la dermis papilar. Una vez que las partículas de tinta se encuentran en la dermis tienden a localizarse, como en el caso de los tatuajes, en el citoplasma de los macrófagos, en la vecindad de los anexos cutáneos y músculo, así como entre los haces de las fibras colágenas. Los ma-