Desarrollo de formulaciones inyectables avanzadas para el tratamiento de la osteoartrosis en un modelo experimental de conejo.

Resumen

La patología del cartílago articular, ya sea degenerativa o traumática, genera una importante afectación en la calidad de vida de nuestros pacientes, además de un impacto importante en la salud pública y en la economía mundial. El tratamiento de estas lesiones se ve dificultado por las características del cartílago articular de carecer de nervios, vasos sanguíneos y drenaje linfático lo que ocasiona una baja capacidad de auto-reparación. Con el objetivo de evitar la cirugía protésica de reemplazo articular en fases avanzadas de la osteoartrosis, se han realizado múltiples avances en la Ingeniería Tisular que tienen como principal objetivo el de estimular la regeneración del cartílago articular, consiguiéndose en todas ellas un tejido fibrocartilaginoso que difiere de las propiedades biomecánicas y estructurales del cartílago articular nativo. En la presente tesis se propone el desarrollo de hidrogeles inyectables portadores de ácido hialurónico y gelatina cargados con fármacos anti-inflamatorios (naproxeno o dexametasona) y con estructura de red semi-interpenetrada que permita a los hidrogeles mantenerse durante más tiempo en la articulación y así mejorar el efecto del ácido hialurónico y de los correspondientes fármacos en un modelo de osteoartrosis inducido químicamente en la rodilla de un animal de experimentación. Además, la administración intraarticular de los fármacos anti-inflamatorios mediante un sistema de hidrogel permite una liberación controlada del medicamento disminuyendo sus efectos secundarios a nivel sistémico y aumentando la biodisponibilidad del mismo potenciando una disminución del proceso inflamatorio en la articulación y facilitando la reparación de las lesiones condrales. En una primera fase del estudio, se prepararon y optimizaron las formulaciones inyectables formadas por dos componentes principales: el ácido hialurónico y la gelatina que una vez mezclados en el momento de su aplicación en el organismo, gelifican in situ (empleando como agente entrecruzante el dextrano oxidado) y dan lugar a la formación de un hidrogel con estructura de red semi-interpenetrada en un máximo de tiempo de 30 min tras el mezclado de los componentes. A continuación se desarrollaron formulaciones con fármacos anti-inflamatorios: dexametasona o naproxeno. Posteriormente, mediante estudios in vitro y simulando las condiciones fisiológicas, se evaluaron las propiedades de los hidrogeles en relación con el grado de hinchamiento y degradación, observándose una ganancia en peso del hidrogel debido a la absorción de agua del medio en las primeras 4 h. Tras este periodo de tiempo, se produce una pérdida de peso debido a la degradación del hidrogel y la liberación del fármaco, principalmente para el hidrogel sin cargar y para el hidrogel cargado con naproxeno (que se degradan a los 14 días del estudio) en comparación a los datos de degradación obtenidos para el hidrogel con dexametasona, que se mantiene estable hasta prácticamente 30 días. En relación al estudio in vitro de las cinéticas de liberación de los medicamentos, se observó que el naproxeno se libera de forma rápida alcanzando la liberación del 100 % del fármaco cargado en un periodo inferior a 24 h. Sin embargo, la liberación de la dexametasona se produce de forma más controlada, obteniéndose una liberación del 22 % del medicamento cargado en un periodo de 1 día, para después estabilizarse en el tiempo, por lo que se puede concluir que los hidrogeles con dexametasona son más estables. En un segundo momento, se valoró la citotoxicidad y proliferación celular en dichos hidrogeles, con y sin fármaco, mediante estudios in vitro de cultivos celulares utilizando condrocitos y osteoblastos, observándose que ninguno de los hidrogeles era tóxico para las células y además ambos estimulaban la adhesión celular al hidrogel y por tanto la proliferación celular. Por último, se estudió la biocompatibilidad y capacidad de reparación osteocondral de los hidrogeles en un modelo experimental de osteoartrosis inducida en rodilla de conejo de raza Nueva Zelanda. Para lo cual se empleó un total de 8 conejos (16 rodillas) y se crearon seis grupos de estudio comenzando por el grupo control (infiltración con suero salino), siguiendo por el grupo de inducción de osteoartrosis mediante la infiltración de colagenasa, y posteriormente en función del tratamiento recibido: hidrogeles con naproxeno, hidrogeles con dexametasona o exclusivamente suero salino. Se observó que los hidrogeles inyectables con dexametasona evitan la progresión de osteoartrosis inducida por colagenasa, al igual que los portadores de naproxeno, aunque este último grupo, además de evitar la progresión induce una respuesta reparativa en el cartílago articular, si bien este fármaco no es capaz de producir una regeneración del cartílago articular dañado y formar cartílago articular nativo. Por tanto, los hidrogeles inyectables portadores de ácido hialurónico con estructura de red semi-interpenetrada constituyen una herramienta útil en el tratamiento de la osteoartrosis, ya que se mantienen durante más tiempo en la cavidad articular y además son buenos vehículos de fármacos, células o factores de crecimiento que estimulen la regeneración osteocondral.