INTERCALACIÓN DE MOLÉCULAS NO IÓNICAS Y EL MÉTODO DE

INTERCALACIÓN.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con el campo de nanopartículas, y más particularmente está relacionada con partículas de hidróxidos dobles laminares (HDL) neutralizadas con aniones polares con enlaces pi como huéspedes para intercalación de moléculas no iónicas y un método de intercalación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las partículas de hidróxidos dobles laminares (HDL) son bien conocidas por sus propiedades para preparar productos de funcionalización o hibridación con moléculas orgánicas e inorgánicas para su transporte. Los híbridos obtenidos cuentan con una matriz u hospedero conformado por redes cristalinas en forma de láminas de HDL entre las cuales se intercala la molécula o huésped. Ejemplos de moléculas que pueden intercalarse entre las láminas de HDL son oxoaniones, complejos aniónicos, aniones orgánicos, surfactantes, monómeros, polímeros, aminoácidos, péptidos, complejos orgánicos, vitaminas, enzimas, material genético y fármacos como anticancerígenos, antibióticos, antiinflamatorios, anticoagulantes, antihipertensivos, bloqueadores solares, entre otros.

Los híbridos de HDL tiene aplicación en campos referidos al tratamiento de aguas, agentes anticorrosión, catalizadores, retardantes de fuego, sensores, electrodos y cuidado de la salud.

Los HDL híbridos sirven como sistemas de reserva de huéspedes aniónicos, otorgan una mayor estabilidad y protección en sus compuestos huésped y llegan a mejorar las propiedades inherentes volviéndose dispersables en ciertos medios y compatibles en sistemas biológicos.

No obstante, la intercalación de moléculas neutras no ha sido del todo satisfactoria debido al carácter iónico de las láminas. El documento "Layered Hydroxides: A review" de Pravin Nalawade y Rajashree Hirlekar describe a los aminoácidos como moléculas neutras difíciles de intercalar en partículas de HDL, que mediante los métodos de coprecipitación y reconstrucción en algunos casos es posible intercalar entre las láminas de HDL.

El documento "Development of Drug delivery systems based on Layered

Hydroxides for nanomedicine" de Barahuie Farahnaz, et al., describe un estudio para intercalar diversos fármacos entre las láminas de HDL. Describe el uso de los HDL como reserva de ácido fólico. Para lograr esto se intercala el ácido fólico en una matriz de HDL de Mg/Zn/AI a través del método de coprecipitación. El nanohíbrido obtenido presenta mejor estabilidad térmica que el ácido fólico libre. El ácido fólico contenido en el hídrido también presentó una liberación controlada durante 250 minutos. No obstante, no se manejan moléculas neutras o no iónicas dentro de las matrices de HDL, ni se describe un uso posterior del nanohíbrido con ácido fólico.

El documento IN2010DE01950 describe sistemas de suministro de fármacos basados en HDL para administración de fármacos anticancerígenos. Dicho documento describe que ha habido esfuerzos para incluir moléculas neutras en partículas de HDL. No obstante, dicho documento se enfoca en intercalar metotrexato y doxorubicina ionizados o 5-fluorouracilo (molécula muy pequeña) en láminas de HDL libres de carbonato.

El documento WO20061 29893 describe un portador de fármaco que incluye HDL y excipientes farmacéuticos. Como fármacos con carga negativa se incluyen MTX, vitaminas y genes.

El documento KR20080031 763 describe un método para suministrar fármacos anticancerígenos por medio de HDL para minimizar los efectos secundarios del fármaco. El fármaco preferido es MTX.

El documento US20090004228 describe específicamente un nanohíbrido de un compuesto de boro-HDL para usarse en terapia de cáncer.

El documento KR200901 02996 describe un método para suprimir tumores in vivo utilizando MTX intercalado en partículas de HDL.

El documento EP2929876 describe materiales de HDL con compuestos aniónicos intercalados.

El documento CN1 01708339 describe híbridos de floxuridina/HDL para disminuir los efectos secundarios de floxuridina. La floxuridina es una molécula neutra, pero sumamente pequeña. El documento WO2009080597 describe métodos para preparar HDL con baja alcalinidad a través del uso de un surfactante aniónico y un ácido orgánico.

Por otra parte, ejemplos de moléculas útiles en el tratamiento de cáncer son: imidazol y ciclofosfamida las cuales han demostrado su eficacia. Sin embargo, dada su naturaleza neutra no ha sido posible intercalarlas en matrices de partículas HDL toda vez que la naturaleza iónica de dichas partículas no permite retener a dichas moléculas neutras.

Otros ejemplos de moléculas neutras son la urea y la capsaicina de las cuales hasta el momento por su naturaleza neutra y/o tamaño grande no hay reportes de que puedan ser intercaladas en láminas de HDL.

Por lo anterior, si bien el estado de la técnica provee métodos para intercalar diversos fármacos o compuestos en láminas de HDL, hasta el momento no hay un método efectivo para intercalar moléculas neutras de cualquier tamaño dentro de dichas láminas de HDL.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN

Teniendo en cuenta los problemas no resueltos de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proveer partículas HDL neutralizadas como huéspedes de moléculas no iónicas.

En otra modalidad de la invención se proveen partículas de hidroxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato para intercalar moléculas neutras de cualquier tamaño.

Es otro objeto de la presente invención proveer un método para preparar partículas de hidroxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato e intercalar moléculas neutras de cualquier tamaño.

Es otro objeto de la presente invención proveer una composición farmacéutica que comprenda las partículas de hidroxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato con moléculas neutras intercaladas útil para el tratamiento de cáncer.

Es otro objeto de la presente invención proveer el uso de partículas de hidroxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato con moléculas neutras intercaladas para preparar un medicamento útil en el tratamiento de cáncer. Estos y otros objetos se logran mediante partículas de hidróxidos dobles laminares neutralizadas con aniones polares con enlaces pi como huéspedes para intercalación de moléculas no iónicas de conformidad con la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.

Un aspecto de la presente invención comprende partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato y tienen moléculas neutras intercaladas entre sus láminas.

Otro aspecto de la presente invención comprende un método para intercalar moléculas neutras de cualquier tamaño en las partículas de HDL neutralizadas con iones folato, en donde el método comprende mezclar las partículas de HDL neutralizadas con iones folato en solución con las moléculas neutras dispersadas en agua desionizada; y agitar la mezcla hasta obtener la precipitación de un sólido.

Aún en otro aspecto, la presente invención comprende una composición farmacéutica que comprende las partículas de hidróxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato con moléculas neutras intercaladas útil para el tratamiento de cáncer.

Finalmente, la presente invención también comprende el uso de partículas de hidróxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato con moléculas neutras intercaladas para preparar un medicamento útil en el tratamiento de cáncer.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los aspectos novedosos que se consideran característicos de la presente invención, se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, algunas modalidades, características y algunos objetos y ventajas de la misma, se comprenderán mejor en la descripción detallada, cuando se lea en relación con los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 es un esquema que ilustra la intercalación de una molécula neutra en las partículas de HDL neutralizadas con iones folato.

La figura 2 es un espectro infrarrojo del ácido fólico (Fólico), imidazol (I), del HDL neutralizado con iones folato (LDH-Fol) y de la molécula de imidazol intercalada en el HDL neutralizado con iones folato (LDH-Fol-I). Las líneas punteadas indican las bandas del espectro que evidencian la presencia de imidazol en el producto final.

La figura 3 es un espectro infrarrojo del ácido fólico (Fólico), ciclofosfamida (CF), del HDL neutralizado con iones folato (LDH-Fol) y de la ciclofosfamida intercalada en el HDL neutralizado con iones folato (LDH-Fol-CF). Las líneas punteadas indican las bandas del espectro que evidencian la presencia de ciclofosfamida en el producto final.

La figura 4 es un espectro infrarrojo del ácido fólico (Fólico), urea (Urea), del HDL neutralizado con iones folato (LDH-Fol) y de la urea intercalada en el HDL neutralizado con iones folato (LDH-Fo-Urea). Las líneas punteadas indican las bandas del espectro que evidencian la presencia de urea en el producto final.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

La presente invención está dirigida a partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato y tienen moléculas neutras intercaladas entre sus láminas.

Para fines de la presente invención, por partículas de hidróxidos dobles laminares o HDL se entenderá un material cristalino formado por estructuras laminares que se componen de unidades octaédricas ocupadas principalmente por cationes divalentes y trivalentes en coordinación con grupos hidroxilo.

La fórmula general de las partículas HDL es [Μ ²⁺ ι-χΜ ³⁺ χ(ΟΗ) ₂ ] ^χ+ (Α ^η" )x/n.mH ₂ O, donde M ²⁺ es un catión divalente (Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , Zn ²⁺ , Co ²⁺ , Ni ²⁺ , Cu ²⁺ , Mn ²⁺ ), M ³⁺ es un catión trivalente (Al ³⁺ , Cr ³⁺ , Fe ³⁺ , Co ³⁺ , Ni ³⁺ , Mn ³⁺ ), A ^n" es un anión (CI ^" , NO ₃ ^" , CIO ₄ ^" , CO ₃ ^2" , SO ₄ ^2" ). Sin embargo, los cationes utilizados para sintentizar las partículas HDL no están limitados a cationes di y trivalente, ya que es posible utilizar una proporción de cationes monovalentes seleccionados de Li ⁺ , tetravalentes como Ti ⁴⁺ , Zr ⁴⁺ y Si ⁴⁺ . Preferentemente, las partículas de HDL comprenden Zn ²⁺ y Al ³⁺ .

Las partículas de HDL tienen cargas electrostáticas positivas. En la presente invención, las cargas de las láminas son neutralizadas por el ión folato para poder retener moléculas neutras, incluyendo las de gran volumen.

Con la neutralización utilizando iones folato se genera en el espacio interlaminar de los HDL un ambiente químico de polaridad media rico en grupos formadores de puentes hidrógeno y de anillos aromáticos con enlaces pi que facilitan la intercalación adicional de moléculas neutras, es decir no iónicas. La posibilidad de incluir moléculas neutras en HDL amplía la gama de nuevas formas farmacéuticas para los fármacos que consisten de este tipo de molécula.

Respecto de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato, en una modalidad preferida de la presente invención éstas se obtienen a partir de una reacción de intercambio iónico entre las partículas de HDL y ácido fólico o ácido folínico.

Las moléculas neutras pueden ser de diversos pesos moleculares y de naturaleza ya sea hidrofóbica o hidrofílica. De manera preferente, las moléculas neutras que serán intercaladas en las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato se seleccionan entre fármacos útiles para el tratamiento de cáncer. Más preferiblemente, se seleccionan entre imidazol y ciclofosfamida. En otra modalidad de la presente invención, las moléculas neutras se seleccionan entre urea, antraceno, fenantreno, naftaleno, capsaicina y polímeros.

Otro aspecto de la presente invención comprende un método para intercalar moléculas neutras de cualquier tamaño en partículas de HDL neutralizadas con iones folato, en donde el método comprende mezclar las partículas de HDL neutralizadas con iones folato en solución con las moléculas neutras dispersadas en agua desionizada; y agitar la mezcla hasta obtener la precipitación de un sólido.

Dentro del contexto de la presente invención, el método para intercalar consiste en introducir moléculas neutras de cualquier tamaño entre las láminas de las partículas de HDL neutralizadas con iones folato en un solo paso a través de la coprecipitación, como se puede observar en la figura 1 . Así, el sólido que precipita está formado por las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato y tienen moléculas neutras intercaladas entre sus láminas. Este método permite el intercalado de moléculas orgánicas neutras, incluyendo aquellas de gran tamaño, entre las láminas de las partículas de HDL neutralizadas con iones folato, como por ejemplo, moléculas poliméricas.

En una modalidad preferida de la invención, la proporción en peso de las partículas de HDL neutralizadas con iones folato en solución respecto de las moléculas neutras dispersadas en agua desionizada es entre 1 :1 a 1 :2. En otra modalidad preferida de la invención la agitación de la mezcla se lleva a cabo a temperatura ambiente. Más preferiblemente, la mezcla se agita a una temperatura entre 1 8 y 25 °C.

En otra modalidad preferida de la invención la agitación se lleva a cabo por un periodo de tiempo de 4 a 8 días hasta obtener por obtener la precipitación del sólido.

Adicionalmente, el sólido obtenido se somete a una etapa de secado.

Aún en otro aspecto, la presente invención comprende una composición farmacéutica que comprende las partículas de hidróxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato con moléculas neutras intercaladas útil para el tratamiento de cáncer.

Dentro del campo farmacéutico, las partículas de HDL mejoran la disolución de fármacos, participan en procesos de liberación controlada, incrementan la estabilidad térmica y mecánica del producto final, en este caso, de moléculas neutras intercaladas útiles para el tratamiento de cáncer.

Finalmente, la presente invención también comprende el uso de partículas de hidróxidos dobles laminares neutralizadas por un ión folato con moléculas neutras intercaladas para preparar un medicamento útil en el tratamiento de cáncer.

La presente invención será mejor entendida a partir de los siguientes ejemplos, los cuales se presentan únicamente con fines ilustrativos para permitir la comprensión cabal de las modalidades preferidas de la presente invención, sin que por ello se implique que no existen otras modalidades no ilustradas que puedan llevarse a la práctica con base en la descripción detallada arriba realizada. EJEMPL0 1.

Preparación de partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato.

En este ejemplo se ilustra la preparación de partículas de HDL neutralizadas con iones folato.

Las partículas de HDL se prepararan al disolver 1 .00x1 0 ^"2 mol de Zn(NO ₃ ) ₂ y 4.03x1 0 ^"3 mol de AI(NO ₃ ) ₃ en 1 50 mL de agua desionizada. Se ajusta en la solución un pH de 8.0 mediante una solución de amoniaco y el polvo de HDL producido se lava y seca.

La intercalación del ión folato se obtiene al dispersar 0.1 60 g del polvo de HDL previamente obtenido, en 50 mL de una solución que contiene 0.320 g de ácido fólico y que ha sido ajustada a un pH de 7.0. La suspensión se agita por 24 horas y el precipitado obtenido corresponde a las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato. EJEMPLO 2

Intercalación de imidazol en las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato.

En este ejemplo se demuestra la intercalación del ingrediente activo imidazol, que corresponde a una molécula neutra, dentro de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato del Ejemplo 1 .

En un tubo de ensayo con tapa roscada se vierten 0.050 g de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato del Ejemplo 1 y 0.050 g de imidazol y se dispersan con 5.0 mL de agua desionizada. La suspensión se agita durante 5 días a temperatura ambiente. El precipitado obtenido se lava tres veces con 20 mL de agua y se seca a 70°C.

El precipitado se caracteriza por difracción de Rayos X de polvo obtenidos con un difractómetro Panalytical-Empyream utilizando radiación de CuKa (0.1 541 8 nm) a 45 kV y 40 mA. La muestra se analizó con etapas de 0.02 grados y 30 segundos de exposición por etapa.

Asimismo, se obtuvieron espectros de infrarrojo en modo ATR con un espectrofotometro ThermoScientific modelo NICOLET iS5 iD5 ATR, utilizando una resolución de 4 cm ^"1 y 1 6 escaneos (Figura 2).

En ambas técnicas de caracterización se concluyó que el precipitado corresponde a las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato con imidazol intercalado.

EJEMPLO 3

Intercalación de ciclofosfamida en las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato.

En este ejemplo se demuestra la intercalación del ingrediente activo ciclofosfamida, que corresponde a una molécula neutra, dentro de las láminas de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato del Ejemplo 1 .

En un tubo de ensayo con tapa roscada se vierten 0.050 g de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato del Ejemplo 1 y 0.050 g de ciclofosfamida y se dispersan con 5.0 mL de agua desionizada. La suspensión se agita durante 5 días a temperatura ambiente. El precipitado obtenido se lava tres veces con 20 mL de agua y se seca a 70°C.

El precipitado se caracteriza por difracción de Rayos X de polvo obtenidos con un difractómetro Panalytical-Empyream utilizando radiación de CuKa (0.1 541 8 nm) a 45 kV y 40 mA. La muestra se analizó con etapas de 0.02 grados y 30 segundos de exposición por etapa.

Asimismo, se obtuvieron espectros de Infrarrojo en modo ATR con un espectrofotómetro ThermoScientific modelo NICOLET iS5 iD5 ATR, utilizando una resolución de 4 cm ^"1 y 1 6 escaneos (Figura 3).

En ambas técnicas de caracterización se concluyó que el precipitado corresponde a las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato con ciclofosfamida intercalada. EJEMPLO 4

Intercalación de urea en las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato.

En este Ejemplo se demuestra la intercalación del ingrediente activo urea, que corresponde a una molécula neutra, dentro de las láminas de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato del Ejemplo 1 .

Se mezclan 0.206 g de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato del Ejemplo 1 y 0.401 g de urea finamente pulverizada en un mortero. La mezcla se presuriza con una presión de 4 ton.cm ^"2 por 7 días para formar un comprimido. El comprimido obtenido se muele y lava con agua. El polvo obtenido se lava tres veces con 20 mL de agua y se seca a 70°C.

El polvo se caracteriza por difracción de Rayos X de polvo obtenidos con un difractómetro Panalytical-Empyream utilizando radiación de CuKa (0.1 541 8 nm) a 45 kV y 40 mA. La muestra se analizó con etapas de 0.02 grados y 30 segundos de exposición por etapa.

Asimismo, se obtuvieron espectros de Infrarrojo en modo ATR con un espectrofotómetro ThermoScientific modelo NICOLET iS5 iD5 ATR, utilizando una resolución de 4 cm ^"1 y 1 6 escaneos (Figura 4). En ambas técnicas de caracterización se concluyó que el precipitado corresponde a partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato con urea intercalada.

De conformidad con lo anteriormente descrito, se podrá observar que las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato y tienen moléculas neutras intercaladas entre sus láminas, el método de preparación, composición farmacéutica que las comprenden y su uso han sido ideadas para permitir la intercalación de moléculas neutras y permitir el desarrollo de nuevas formas farmacéuticas, y será evidente para cualquier experto en la materia que las modalidades de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato y tienen moléculas neutras intercaladas entre sus láminas, el método de preparación, composición farmacéutica que las comprenden y su uso según se describió anteriormente e ilustró en los dibujos que se acompañan, son únicamente ilustrativas más no limitativas de la presente invención, ya que son posibles numerosos cambios de consideración en sus detalles sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, es posible utilizar intercalar otras moléculas neutras dentro de las partículas de HDL que están neutralizadas con iones folato.

Por lo tanto, la presente invención no deberá considerarse como restringida excepto por lo que exija la técnica anterior y por el alcance de las reivindicaciones anexas.