Formulación de hidrogeles neutralizados para su potencial uso en la salud vaginal

Abstract

The use of in situ hydrogel systems for vaginal administration is an important strategy in the treatment of conditions associated with vulvovaginal atrophy, however, formulating a medical device which includes some therapeutic effect entails certain criteria for the selection of the excipients. It is important to use biomaterials that have physicochemical characteristics and are compatible with vaginal cells, in turn, that can synergize with microorganisms that have probiotic activity. The main purpose of this research project was to formulate and compare a series of hydrogels neutralized with different neutralizing bases (TEA, AMP, NaOH). The hydrogels were formulated mainly with Carbopol and Xanthan Gum, which showed physicochemical and biocompatible characteristics. The hydrogels obtained were characterized by monitoring pH, buffering capacity, dynamic viscosity, rheological behavior, and molecular interactions, under three conditions (non-sterile, sterile, and sterile diluted in simulated vaginal fluid (SFV)). The viability of the probiotic bacterium Lactococcus lactis ATCC 11454 when incorporated into sterile hydrogels was evaluated. Their cytocompatibility was also determined in a 2D model of HeLa cells using the MTT technique and Live/Dead microscopy. In conclusion, highly cross-linked and stable hydrogels were obtained against changes in pH, with acceptable rheological behavior to avoid losses and runoff, but with a change in the physical structure of the polymers, without losing biocompatibility, however, the hydrogel that presented better characteristics was F3 whose neutralization mechanism was with Aminomethyl propanol.

El uso de sistemas de hidrogel in situ para la administración vaginal es una estrategia importante en el tratamiento de afecciones asociadas a la atrofia vulvovaginal, no obstante, el formular algún dispositivo médico el cual incluya algún efecto terapéutico, conlleva ciertos criterios para la selección de los excipientes. Es importante emplear biomateriales que presenten características fisicoquímicas y compatibles con células vaginales, a su vez, que puedan hacer sinergia con microorganismos que presenten actividad probiótica. El propósito principal del presente proyecto de investigación fue formular y comparar una serie de hidrogeles neutralizados con diferentes bases neutralizantes (TEA, AMP, NaOH). Los hidrogeles se formularon principalmente con Carbopol y Goma Xantana, los cuales mostraron características fisicoquímicas y biocompatibles. Los hidrogeles obtenidos fueron caracterizados mediante monitoreo de pH, capacidad de amortiguamiento, viscosidad dinámica, comportamiento reológico e interacciones moleculares, lo anterior bajo tres condiciones (No estéril, estéril y estéril diluido en simulado de fluido vaginal (SFV)). Se evaluó la viabilidad de la bacteria probiótica Lactococcus lactis ATCC 11454 al ser incorporada a los hidrogeles estériles. También se determinó la citocompatibilidad de los mismos en un modelo 2D de células HeLa mediante la técnica de MTT y microscopia Live/Dead. En conclusión, se obtuvieron hidrogeles altamente reticulados y estables frente a cambios de pH, con un comportamiento reológico aceptable para evitar pérdidas y escurrimiento, pero con un cambio en la estructura física de los polímeros, sin perder la biocompatibilidad, sin embargo, el hidrogel que presentó mejores características fue F3 cuyo mecanismo de neutralización fue con Aminometil propanol.