Introducción
La serie de reómetros NETZSCH Kinexus Prime puede caracterizar una amplia gama de fluidos y semisólidos complejos gracias a su sensibilidad, bajo volumen requerido, geometrías modulares y capacidades de Advanced Software. En particular, estos reómetros poseen un cojinete de aire de fricción ultrabaja que proporciona una sensibilidad inigualable a velocidades de cizallamiento desde muy bajas (0,001 1/s) hasta muy altas (10.000 1/s). Esto es importante para comprender y poder medir el comportamiento del material en condiciones reales, como el cizallamiento a través de un cuentagotas o el cizallamiento fisiológico sobre el ojo durante el parpadeo. Las empresas terapéuticas dedicadas a la oftalmología pueden utilizar los datos generados por la serie de reómetros Kinexus Prime para influir en el desarrollo de la formulación.
Los colirios tópicos son la modalidad de tratamiento de primera línea para las afecciones oculares, como el ojo seco, el glaucoma y las alergias estacionales. Sin embargo, es bien sabido que los colirios tópicos son en gran medida ineficaces, ya que menos del 5% del fármaco de una dosis aplicada llega a los tejidos diana [1]. Este fenómeno se debe principalmente al efecto natural del ojo para eliminar objetos extraños. La parte anterior del ojo, como se muestra en la figura 1, consta de numerosas barreras, como la compleja película lagrimal y la naturaleza hidrófoba e hidrófila de la córnea. Además, el drenaje nasolagrimal y el parpadeo desempeñan un papel importante en la eliminación rápida de los colirios aplicados. El parpadeo es un caso único en el que la tasa de cizallamiento pasa de cero mientras el ojo está abierto, a un cizallamiento muy elevado cuando los párpados se cierran y se vuelven a abrir rápidamente.
Para mejorar el tiempo de permanencia de los componentes activos, pueden utilizarse diferentes formas de dosificación, como pomadas, geles y emulsiones. NETZSCH ha colaborado recientemente con el grupo de I+D de una empresa farmacéutica y de dispositivos para el cuidado ocular en el desarrollo de una metodología de ensayo única, en el software programable rSpace, para ayudar a guiar el desarrollo de formulaciones de pomadas y gotas lubricantes para los ojos.
Condiciones de medición
Los reómetros Kinexus utilizan el software rSpace, que permite a los usuarios programar una secuencia de ensayo personalizada. Los usuarios también pueden acceder y modificar los más de 200 programas predefinidos que vienen con el software y que cubren 6 idiomas.
Para probar las muestras suministradas, se produjo una secuencia personalizada capaz de medir una sola muestra a través de una gama de velocidades de cizallamiento, a diferentes temperaturas, con pausas intermitentes para el calentamiento. Este método simula tanto la aplicación de la formulación tópica tal como se aplica desde el envase primario (flujo de cizallamiento) a temperatura ambiente, como el efecto del parpadeo a temperatura casi fisiológica. Los parámetros de la prueba se describen en la Tabla 1.
Cuadro 1: Parámetros de ensayo para la medición de materiales oftálmicos tópicos
| Geometría | cono 1°, 40 mm |
|---|---|
| Volumen de la muestra | 0.8 ml |
| Separación (H) | 1.5 mm |
| Fuerza normal | 5 N |
| Temperatura probada | 25°C y 37°C |
| Rango de cizallamiento IsotérmicoLos ensayos a temperatura controlada y constante se denominan isotérmicos.isotérmico | 1 -5000 1/s |
Comparación de formulaciones tópicas
En las figuras 2a, b y c se muestra la viscosidad en función de la velocidad de cizallamiento y la temperatura para tres productos tópicos comerciales. La figura 2a muestra una pomada ocular hecha de vaselina, aceite mineral y lanolina, que se utiliza para aliviar los síntomas del ojo seco durante la noche. La figura 2b es también una pomada utilizada para tratar los síntomas nocturnos del ojo seco, pero incluye vitamina A junto con vaselina, aceite mineral y lanolina. Por último, la figura 2c es un lubricante ocular con hialuronato sódico de alto peso molecular y glicerina.
Aunque las tres muestras están diseñadas para proporcionar confort ocular a los pacientes con ojo seco. Las formulaciones de pomadas oculares mostradas en las figuras 2a y 2b son órdenes de magnitud más viscosas en comparación con el lubricante mostrado en la figura 2c. Además, las pomadas presentan una clara dependencia de la temperatura, en la que el calentamiento de las muestras desde la temperatura ambiente hasta la fisiológica disminuye significativamente su viscosidad. En cambio, el lubricante muestra sólo una ligera reducción de la viscosidad al aumentar la temperatura, que no modifica su perfil de respuesta global. Se trata de resultados informativos desde el punto de vista del diseño: las pomadas se "funden" con el calor del ojo, pero siguen siendo lo bastante viscosas como para aumentar el tiempo de retención. Estas pomadas se utilizan a menudo para el confort ocular en pacientes con ojo seco grave y enfermedades de la córnea. Por otro lado, el lubricante ocular muestra un marcado efecto de Adelgazamiento por cizallamientoEl tipo más común de comportamiento no newtoniano es el adelgazamiento por cizallamiento o flujo pseudoplástico, en el que la viscosidad del fluido disminuye al aumentar el cizallamiento.adelgazamiento por cizallamiento, lo que sugiere que la formulación se adelgazará por cizallamiento en función del parpadeo y no se eliminará rápidamente ni impedirá la visión.
Por último, a pesar de que ambos son lubricantes oculares con formulaciones similares, existe una clara diferencia en los perfiles de respuesta mostrados en las figuras 2a y 2b. A temperatura ambiente, la figura 2b muestra una respuesta bifásica al cizallamiento en lugar de la respuesta gradual que muestra la figura 2a. Además, a temperaturas fisiológicas, la muestra 2b es significativamente más viscosa que la 2a. Este resultado ilustra la sensibilidad de las unidades Kinexus y su capacidad para diferenciar entre productos, incluso cuando tienen composiciones similares.
Resumen
La serie de reómetros NETZSCH Kinexus Prime ofrece a los usuarios versatilidad y un alto grado de personalización cuando se trata de la caracterización de fluidos y semisólidos complejos. Para aplicaciones farmacéuticas y de ciencias de la vida, la alta sensibilidad en un rango de velocidad de cizallamiento de large y el bajo volumen de muestra son atributos clave para las pruebas. En este artículo, demostramos cómo se generó un método de ensayo personalizado para el Kinexus con el fin de obtener datos sobre productos comerciales para el cuidado de los ojos y apoyar el desarrollo de formulaciones. La amplia gama de velocidades de cizallamiento permite a los usuarios simular velocidades de cizallamiento del parpadeo para orientar a los expertos en formulación sobre el tiempo de permanencia ocular, la comodidad del paciente y el desenfoque.