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Centro de Investigación y desarrollo de medicamentos

Reformulación de digoxina 250 µg/mL inyectable para la producción nacional

Armando Gato del Monte,¹ Alejandro Saúl Padrón Yaquis² y Yalile Alfonso Valdés³

Resumen

Los glicósidos cardiotónicos representan la combinación de una aglicona o genina con 3 moléculas de monosacáridos. Su actividad farmacológica reside en la aglicona, pero son sus unidades monoméricas (moléculas de glucosa) las que rigen la absorción, la penetrabilidad en la membrana celular, la persistencia de la acción cardíaca y la potencia del glicósido resultante. Se reporta el desarrollo del proceso tecnológico de la digoxina inyectable, para el tratamiento de insuficiencias cardíacas y arritmias supraventriculares, cuyos resultados han sido favorables y verificados por los requerimientos que establece la USP 23. Se comprobó por medio de los estudios de estabilidad que el producto tiene un tiempo de vida útil de 2 años, almacenado a temperatura ambiente. Se demostró que la toxicidad del glicósido en roedores (ratones) albinos hembras resultó estar en el entorno de 3,61-4,26 mg/kg de peso corporal.

DeCS: DIGOXINA/farmacología; DIGOXINA/toxicidad; DIGOXINA/uso terapéutico; INYECCIONES INTRAVENOSAS/uso terapéutico; TECNOLOGIA FARMACEUTICA; QUIMICA FARMACEUTICA; RATONES; CROMATOGRAFIA LIQUIDA DE ALTA PRESION.

La digoxina es un glicósido cardiotónico que se obtiene a partir de la hoja Digitalis lanata de Europa Central^1,2 o puede producirse sintéticamente;^3-5 el producto se presenta en forma de cristales de color claro a blanco o polvo cristalino blanco de sabor amargo, prácticamente insoluble en agua, ligeramente soluble en alcohol etílico al 80 % y muy ligeramente soluble en propilenglicol al 40 %. El pH en solución es de 6,6-7,4. El producto debe ser protegido de la luz y almacenado entre 15-30 °C.^6,7

Los principales efectos de los glicósidos cardiotónicos se manifiestan en el sistema cardiovascular, con el aumento de la fuerza de contracción sistólica,⁸ lo que se denomina acción inotrópica positiva.

La frecuencia de cardiopatías congénitas constituye un problema de salud que va en aumento en la medida que la población es más longeva; casi siempre los glicósidos cardiotónicos se utilizan en pacientes con insuficiencia cardíaca aguda o paroxística y no en la totalidad de los pacientes con fallo del corazón.

Las principales indicaciones de este glucósido digitálico para uso endovenoso son:

a) Insuficiencia cardíaca que puede ser secundaria a cardiopatías congénitas, isquémica, hipertensiva o miocardiopatías.
b) Arritmias supraventriculares paroxís-ticas (Martínez JP. Comunicación personal. Hospital Clinicoquirúrgico "Hermanos Ameijeiras". La Habana).

Si bien las agliconas de los glicósidos cardiotónicos, pertenecientes al grupo de los esteroides, presentan acción farmacológica, también sus efectos tóxicos son causas de sobredigitación por administración de una dosis masiva por vía intravenosa, la cual el organismo no puede metabolizar ni excretar.^5,9

El diseño de formulación realizado se basó en la selección cualitativa y cuantitativa de cada uno de los excipientes de la formulación. Se hizo el diseño tecnológico de preparación a fin de obtener un producto con características físicas, químicas, microbiológicas y biológicas estables, avaladas por las exigencias de la USP 23.¹⁰

Métodos

Tecnología. En el diseño de formulación se utilizó digoxina, materia prima de la firma Bélgica, RFA, la cual se valoró por la Farmacopea BP 88¹¹ con el 101,8 % de potencia.

Los excipientes empleados -cosolventes, acidificantes, soluciones tampón-, cumplieron con las especificaciones de calidad farmacéutica; las condiciones de asepsia de los locales de trabajo fueron controladas de acuerdo con las buenas prácticas de producción.

Siguiendo un orden de preparación, el principio activo se disolvió en los excipientes antes planteados, ajustándose el pH de la solución entre 6,6-7,4, con un pHmetro METROHM, AG, Suiza, con electrodo combinado de vidrio-calomel.

El enrase final se realizó con agua para inyecciones y posterior filtración por membrana esterilizante de acetato de celulosa con prefiltro de vidrio, y se envasó en ampolletas de 2,15 mL de volumen.

Utilizando la composición y proce-dimiento tecnológico seleccionado, se realizaron 3 lotes para seguir la estabilidad de la preparación.

Estabilidad. Para el estudio de estabilidad del producto se realizó un muestreo periódico con el fin de evaluar las muestras, mediante un método analítico desarrollado en el Departamento de Estabilidad que emplea la cromatografía líquida de alta resolución, y un sistema de fase reversa con columna cromatográfica RP-18 de 5 mm y detección ultravioleta, que utiliza una sustancia de referencia para realizar los cálculos por comparación absoluta, o sea, por el método de estándar externo, el cual resulta selectivo y específico para la determinación de la degradación del producto.

Se realizó el análisis periódico para evaluar la concentración de digoxina en las muestras sometidas a las diferentes tem-peraturas de trabajo (40; 50; 60 y 70 ± 1 °C) transcurrido un tiempo; además se conservó un grupo a temperatura ambiente para la realización del estudio por vida de estante.

El procesamiento de los datos y los cálculos se realizaron según la ecuación de Arrhenius con el objetivo de predecir la fecha de vencimiento.

Se comprobó en las muestras some-tidas a vida de estante, las características organolépticas y el rango de pH del producto terminado, así como su valoración.

Toxicología. El estudio toxicológico para la determinación de la dosis letal media (DL₅₀), se realizó con el empleo de 30 ratones albinos hembras con un peso corporal entre 18 y 22 g, las cuales fueron mantenidas a temperatura controlada a 22 ± 2 °C y ciclo de luz-oscuridad de 12-12 h. La alimentación consistió en ratonina peletizada y agua a libre demanda. Se formaron grupos de 10 animales, los cuales se identificaron individualmente para la dosificación y se les administraron dosis exactas de acuerdo con el peso corporal, a través de la vía endovenosa por la cola, con la aplicación única del producto digoxina 250 mm/mL, el que se tomó directamente de la ampolleta teniendo en cuenta el factor de volumen/peso 0,014; 0,016 y 0,018 mL/g correspondiendo a la dosis de 3,5; 4,0 y 4,5 mg/kg de peso corporal respectivamente.

La estimación de la DL₅₀ se realizó por el método de los probits.

Resultados

Los valores obtenidos en cada uno de los parámetros de los 3 lotes realizados, no difieren uno de los otros y se encuentran entre los límites especificados (tabla 1).

Tabla 1. Parámetros tecnológicos medidos al producto terminado según la Farmacopea USP 23

 

Ensayos
Parámetros	094	156	197	Límites
Descripción	Responde	Responde	Responde	Solución estéril en agua para inyección
Partículas materiales	Responde	Responde	Responde	Libre de partículas materiales
Volumen de llenado (mL)	2,03	2,03	2,03	2,0 - 2,15
pH de la solución	7,00	7,10	7,00	6,6 - 7,4
Valoración (%)	103,00	100,20	99,80	90,0 - 110,0

 

La digoxina analizada a intervalos de tiempo irregulares, mantiene concentraciones favorables a 40 y 50 °C (tabla 2)

Tabla 2. Valores de concentración obtenidos para cada una de las temperaturas en función del tiempo

 

Concentración (%) Temperatura (°C)
Tiempo (días)	40	50	60	70
0	-	-	-	96,56
27	-	-	97,25	89,84
52	99,00	100,90	94,19	86,90
64	99,00	99,40	92,87	81,03
84	-	95,85	92,72	74,10
100	98,70	-	-	74,00
142	98,44	94,80	87,46	64,50
177	98,12	94,30	80,08	41,50

 

Las velocidades de reacción aumentan al ser incrementadas las temperaturas (tabla 3).

Tabla 3. Constantes de velocidad K para cada isoterma

Temperatura (°C)
Parámetros	40	50	60	70
K	0,01020	0,0415	0,0979	0,2971
Log (K) +1	0,00165	0,6183	0,9907	1,4729
l/T*100	3,19500	3,0960	3,0030	2,9150

 

Tabla 4. Tiempo de vida útil según la temperatura de interpolación

 

Temperatura (°C)	K	Días	Años
20	0,00843	5754	15,8
25	0,00165	3254	8,9
30	0,00918	1871	5,1

 

Tabla 5. Comportamiento físico-químico de la formulación transcurridos 24 meses de su fabricación

 

Ensayos	Fecha de fabricación	Características organolépticas	pH inicial	pH final	Conc. inicial (%)	Conc.(%) final	Fecha de análisis
094	04/93	Responde	7,00	7,00	100,00	99,50	03/95
156	04/93	Responde	7,10	7,10	100,20	99,30	03/95
197	09/93	Responde	6,80	6,80	99,90	99,90	09/95

 

Los datos que se presentan en la tabla 4 relacionan la disminución de vida útil de la digoxina con el incremento de la temperatura y los valores de la constante de velocidad de reacción.

Las muestras de los 3 lotes conservados a temperatura ambiente durante 2 años no experimentan cambios en sus composiciones físico-químicas (tabla 5).

La dosis letal en los roedores albinos se alcanzó con 3,92 mg/kg de peso corporal; el límite establecido fue de 3,61 a 4,26 mg/kg.

Discusión

Teniendo en cuenta las características organolépticas de los ensayos producidos según muestra la tabla 1, la solución de digoxina 250 µg/mL resultó ser transparente e incolora sin partículas extrañas en su interior, la cual cumplió los requerimientos tecnológicos de preparación, identificación, esterilidad, volumen de llenado, pH y valoración de acuerdo con la USP 23.

Sobre la base de los resultados obtenidos (tabla 2), la pérdida de potencia del principio activo va siendo gradualmente mayor con el transcurso del tiempo a la temperatura de 40 °C y se degrada con mayor rapidez a temperaturas mayores, alcanzando una degradación del 58,5 % de la composición declarada a los 177 d a 70 °C. La reacción resultó ser de orden 0.

Con los valores obtenidos fue posible precisar las constantes de velocidad (K) para cada isoterma, según la tabla 3 y un gráfico de Arrhenius de log K vs. l/T; la ecuación de la recta resultó log K=14,4019-5,12039*l/T, con un coeficiente de correlación de 0,9969. La energía de activación fue de 23,43 kcal/mol.

Los datos extrapolados según la tabla 4 a una temperatura entre 20 y 30 °C muestran que el tiempo de vida útil del producto es de 2 años a partir de la fecha de fabricación, teniendo en cuenta la invariabilidad del pH en todo el tiempo de análisis y de las características físicas del producto.

La predicción se comprobó mediante la valoración del principio activo y la determinación de la acidez a los 24 meses de fabricados los ensayos estudiados, los cuales son observados en la tabla 5 sin que sus valores varíen notablemente.

El esquema de tratamiento nos expresa que la DL₅₀ de la digoxina 250 µg/mL inyectable es de 3,92 mg/kg de peso corporal; en un gran porcentaje de los roedores que recibieron dicho tratamiento se observaron síntomas tóxicos de taquicardia, sedación, relajación muscular con caída del tren posterior y hematuria.

Summary

Cardiotonic glycosides represent the combination of one aglycone or genin and three monosaccharide molecules. Their pharmacological activity lies in aglycone but its monomeric units (glucose molecules)are the ones that regulate absorption, permeability of cell membrane, persistence of cardiac action and the potency of resulting glycoside. This paper reports on the development of the technological process of injectable digoxin for the treatment of heart failures and supraventricular arrithmias; the results achieved so far have been satisfactory and verified by the requirements set in USP 23. Through the stability studies it was proved that the product has a 2-year useful lifetime stored at room temperature. It was also demonstrated that toxicity of glycosides in female albino rodents ranged 3.61 to 4.26 mg per kg of body weight.

Subject headings: DIGOXIN/pharmacology; DIGOXIN/toxicity; DIGOXIN/ /therapeutic use; INJECTIONS, INTRAVENOUS/therapeutic use; TECHNO-LOGY, PHARMACEUTICAL; CHMISTRY, PHARMACEUTICAL; CHROMATOGRAPHY, HIGH PRESSURE LIQUID.

Referencias bibliográficas

1. Gilman AG, Goodman LS, Rall THW, Murad F. Digoxina. Las bases farmacológicas de la terapéutica. 7 ed. Buenos Aires: Médica Panamericana, 1988:683-711.
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3. Movitt ER. Digitalis and other Cardiotonic Drugs. 2 ed. New York: Oxford University Press, 1949-64.
4. Sollman TA. Manual of Pharmacology. 8 ed. Philadelphia: WB Saunders, 1959:136.
5. Fullerton DS. Steroid and therapeutically related compounds. Texbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical Chemistry. 7 ed. Philadelphia: JB Lippincott, 1977:731.
6. Drug Information of the American Hospital Formulary Service. Bethesda: Staff, 1986:684.
7. Martindale. The Extra Pharmacopoeia. 30 ed. London: Pharmaceutical Press, 1993:666-70.
8. Wilkenson RD. Effects of digitalis glucosides on myocardial function. Cardiotonic Pharmacology. New York: Academic Press, 1981:205.
9. Canadian Pharmaceutical Specialities (CPS). 31 ed. Canada: Canadian Pharmaceutical Association, 1996:748-9.
10. United States Pharmacopoeia Convention. Digoxin injection. 23 ed. Rockville: Twinbrook, 1995:515-6.
11. British Pharmacopoeia. London: Her Majesty´s Stationary Office, 1988:195.

Recibido: 6 de diciembre del 2000. Aprobado: 15 de enero del 2001.
Lic. Armando Gato del Monte. Centro de Investigación y Desarrollo de Medicamentos. Ave. 26 No. 1605 entre Boyeros y Puentes Grandes, municipio Plaza de la Revolución, Ciudad de La Habana, CP 10600, Cuba.

 

¹ Licenciado en Química. Investigador Agregado.
² Maestro en Ciencias. Investigador Agregado.
³ Licenciada en Ciencias Farmacéuticas.