ES2273873T3

ES2273873T3 - Sistema y procedimiento para la optimizacion de la transferencia de compuestos a traves de una barrera de tejido.

Info

Publication number: ES2273873T3
Application number: ES01955832T
Authority: ES
Inventors: Michael J. Cima; Hongming Chen; J. Richard Gyory
Original assignee: Transform Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Transform Pharmaceuticals Inc
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2001-07-13
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2021-07-13
Also published as: ATE342959T1; EP1301619A4; US20020025509A1; US6758099B2; IL153468A0; EP1301619A1; AU7788701A; DE60123960T2; AU2001277887B2; JP2004504585A; WO2002006518A1; EP1301619B1; IL153468A; DE60123960D1; US20040087007A1

Abstract

Dispositivo (100) para la medición de la transferencia de componentes a través de un tejido, que comprende: un elemento inferior que comprende una placa de soporte (114); una matriz de muestras (112) sostenida por la placa de soporte; un espécimen de tejido (120) que recubre la matriz de muestras; y un elemento superior que comprende una placa de depósitos (130) fijada a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos (132); en el que el dispositivo se dispone de manera que la matriz de depósitos puede rellenarse con un medio de depósito cuando la placa de depósitos se fija al espécimen de tejido y el espécimen de tejido recubre la matriz de muestras.

Description

Sistema y procedimiento para la optimización de la transferencia de compuestos a través de una barrera de tejido.

1. Campo de la invención

El campo de la presente invención se refiere a ensayos de barrera de tejido para el cribado de formulaciones y de composiciones químicas.

2. Antecedentes de la técnica

El análisis in vitro del movimiento de compuestos (por ejemplo, fármacos) a través de una barrera epitelial, tal como el epitelio intestinal o el epitelio de las vías respiratorias, se lleva típicamente a cabo utilizando una cámara del tipo Ussing. Para llevar a cabo un ensayo de barrera de tejido utilizando una cámara de tipo Ussing, se retira del cuerpo un trozo de tejido en forma de lámina intacta y se monta en un dispositivo que contiene una cámara interna hueca pegada de manera que divide la cámara interna en dos cámaras separadas. A continuación, ambas cámaras se rellenan con soluciones biológicamente compatibles, y se añade el fármaco de interés a la solución de una de las cámaras. A continuación, se extraen muestras de la solución de la cámara contralateral en diversos momentos para determinar la velocidad a la que se mueve el fármaco a través de la barrera de tejido. Este tipo de ensayo de barrera de tejido resulta pesado, ineficiente, y solamente permite obtener cantidad muy limitada de muestras independientes que derivan de una unidad de área de lámina de tejido.

La administración transdérmica de fármacos es un tipo de transferencia a través de un tejido que implica la transferencia del fármaco desde un dispositivo de administración transdérmica de fármacos a través de la piel y hacia el flujo sanguíneo del paciente. La administración transdérmica de fármacos ofrece muchas ventajas con respecto a otros procedimientos de administración de fármacos. Una ventaja evidente es que se evitan las agujas y el dolor asociado. Esto resulta especialmente deseable para fármacos que se administran repetidamente. Evitar la incomodidad de las agujas también conduciría a un mejor cumplimiento de los regímenes de medicación por parte de los pacientes.

Otra ventaja de la administración transdérmica de fármacos es su capacidad para proporcionar una administración prolongada o sostenida, potencialmente a lo largo de varios días a varias semanas. Otros procedimientos de administración, tales como la administración por vía oral o por vía pulmonar, típicamente requieren que el fármaco se administre repetidamente para mantener la concentración de fármaco adecuada en el cuerpo. Con la administración transdérmica sostenida, el mantenimiento de la dosis se lleva a cabo automáticamente a lo largo de un período de tiempo largo. Esto resulta especialmente beneficioso para fármacos con una vida media en el cuerpo corta, tales como los péptidos y las proteínas.

Una ventaja final es que las moléculas del fármaco solamente tienen que cruzar la piel para alcanzar el flujo sanguíneo cuando se administran transdérmicamente. Los fármacos administrados transdérmicamente evitan el metabolismo de primer paso en el hígado, y también evitan otras rutas de degradación, tales como los pH reducidos y los enzimas que se encuentran presentes en el tracto gastrointestinal.

La piel es el órgano más grande del cuerpo. Es altamente impermeable, para prevenir la pérdida de agua y de electrolitos. Se subdivide en dos capas principales: la epidermis externa y la epidermis interna. La epidermis es la parte exterior de la piel, de un grosor de entre 50 micrómetros y 100 micrómetros (Monteiro-Riviere, 1991; Champion et al., 1992). La dermis es la capa interior de la piel y presenta un grosor variable entre 1 mm y 3 mm. El objetivo de la administración transdérmica de fármacos es llevar el fármaco a esta capa de la piel, donde se encuentran los capilares sanguíneos, para permitir la administración sistémica del fármaco. La epidermis no contiene terminaciones nerviosas o vasos sanguíneos. El propósito principal de la epidermis es generar una capa resistente de células muertas en la superficie de la piel, protegiendo de esta manera al cuerpo del medio ambiente. La capa más exterior de la epidermis se denomina estrato córneo, y las células muertas que la componen se denominan corneocitos o queracinocitos.

Comúnmente, el estrato córneo se modela o se describe como una pared de ladrillos (Elias, 1983; Elite, 1988). El término "ladrillos" se refiere los corneocitos lisos muertos. Típicamente, se observan entre 10 y 15 corneocitos apilados verticalmente a través del estrato córneo (Monteiro-Riviere, 1991; Champion et al., 1992). Los corneocitos se encuentran envueltos en láminas de bicapas lipídicas (el "mortero"). La láminas de bicapas lipídicas se encuentran separadas por \sim50 nm. Típicamente, hay entre 4 y 8 bicapas lipídicas entre cada par de corneocitos. La matriz lipídica está principalmente constituida por ceramidas, esfingolípidos, colesterol, ácidos grasos, y esteroles, con muy poca presencia de agua (Lampe et al., 1983 [a]; Lampe et al., 1983 [b]; Elias 1988).

Aunque es la capa más fina de la piel, el estrato córneo es la barrera principal frente a la entrada de moléculas o de microorganismos a través de la piel. La mayoría de las moléculas pasan a través del estrato córneo solamente con gran dificultad, lo que explica que la vía de administración transdérmica de fármacos no haya sido utilizada más ampliamente hasta la fecha. Una vez las moléculas han atravesado el estrato córneo, la difusión a través de la epidermis y la dermis hasta los vasos sanguíneos ocurre con rapidez. De esta manera, la mayor parte de la atención en la investigación sobre la administración transdérmica de fármacos se ha centrado en el transporte de moléculas y fármacos a través del estrato córneo.

La forma más común de dispositivo de administración transdérmica de fármacos es el "parche" transdérmico de fármacos, en el que se encuentra un fármaco, o un producto farmacéutico, en un depósito colocado contiguamente a la piel (Schaefer y Redelmeier, 1996). Típicamente, las moléculas del fármaco atraviesan la piel por difusión simple. El transporte se encuentra controlado por la velocidad de difusión molecular hacia el interior y el exterior de la piel, y por la distribución del fármaco en la piel. En términos generales, la administración transdérmica de fármacos se limita a moléculas lipofílicas pequeñas, tales como escopolamina, nitroglicerina y nicotina, que permean fácilmente en la piel. La administración es lenta, típicamente transcurren horas hasta que el fármaco atraviesa la piel, y el tratamiento es efectivo solamente cuando se requiere que una cantidad muy reducida del fármaco presente un efecto biológico (Guy y Hadgraft, 1989).

Debido a que la administración transdérmica puede resultar muy lenta, se han utilizado muchas sustancias para mejorar las velocidades de transporte molecular. Estas sustancias son conocidas como mejoradores químicos o mejoradores de penetración. Los mejoradores químicos incrementan el flujo de un fármaco a través de la piel incrementando la solubilidad del fármaco en el estrato córneo o incrementando la permeabilidad del fármaco en el estrato córneo. Existen muchos mejoradores posibles y la selección se complica adicionalmente debido a que las combinaciones de mejoradores son conocidas por el hecho de que es conocido que combinaciones de mejoradores incrementan el flujo del fármaco más allá de lo esperado a partir de la presencia de cada constituyente por separado.

Los dispositivos de administración transdérmica de fármacos, tales como un parche transdérmico, generalmente también contienen un adhesivo, que sirve para mantener el dispositivo en estrecho contacto con la piel, y también pueden formar la matriz en la que se disuelve o se dispersa el fármaco. Existen muchas formas diferentes de adhesivos que se pueden utilizar, y con frecuencia, resulta un problema muy complicado qué adhesivo debe utilizarse con cualquier fármaco o, fármaco más mejorador.

Actualmente, la selección de adhesivos y mejoradores adecuados y su proporción relativa con respecto al fármaco solamente se encuentran determinados en directrices generales a partir de lo que es conocido como seguro y de lo que ha podido resultado efectivo con otros fármacos. La práctica totalidad del desarrollo de formulaciones se realiza mediante experimentos de ensayo y error.

La mayoría de los experimentos de transporte transdérmico conocidos hasta la fecha han utilizado una célula de difusión de piel humana relativamente grande en la que una cara donadora incluye una solución de fármaco con aditivos y una cara receptora típicamente incluye una solución salina o alguna otra solución que se cree que constituye un modelo de la dermis. La membrana de piel separa las dos zonas de la célula, y en la mayoría de los casos se trata de estrato córneo de piel de cadáver que ha sido separada cuidadosamente de la muestra de piel completa suministrada por un banco de tejidos. El volumen del dispositivo típicamente es de 5 cm^{3} o superior. Se extraen muestras de la cara receptora de la célula periódicamente para determinar el flujo de fármaco a través de la película de estrato córneo. La totalidad del procedimiento resulta muy laborioso y requiere la utilización de grandes cantidades de piel, que resulta extremadamente difícil de conseguir. Por lo tanto, solamente se puede examinar una cantidad relativamente reducida de entre las muchas posibles combinaciones de entidades químicas.

De esta manera, sigue existiendo una necesidad en la técnica de un procedimiento para el cribado de un número elevado de muestras para identificar composiciones o formulaciones óptimas para el transporte a través de una barrera de tejido, incluyendo el transporte transdérmico, de compuestos, productos farmacéuticos y otros componentes.

La patente US nº 5.490.415 da a conocer un dispositivo de ensayo de difusión utilizado para someter a ensayo la difusión de un fármaco en un vehículo a través de una membrana de ensayo, incluyendo un conjunto receptor y un conjunto donador fijados entre sí. El conjunto receptor incluye una serie de receptáculos receptores abiertos dispuestos en un patrón seleccionado en su superficie. De manera similar, el conjunto donador incluye una serie de recipientes abiertos dispuestos en su superficie en imagen especular del patrón seleccionado. La membrana de ensayo se captura entre las caras receptora y donadora. El fármaco se difunde a través de la membrana de ensayo y hacia el interior del líquido receptor durante un período de incubación. Las muestras de líquido receptor se transfieren preferentemente de manera automática a una placa de microtitulación convencional utilizando un sistema programado de transferencia de líquidos para su ensayo con un contador de centelleo.

La patente US nº 6.043.027 da a conocer dispositivos de ensayo, sistemas y procedimientos ejemplares para evaluar la penetración de diversos compuestos químicos a través de diferentes tipos de células. En una forma de realización ejemplar, se proporciona un dispositivo de ensayo que comprende un elemento base y un elemento superior que presenta una serie de pocillos que se encuentran alineados al fijar el elemento superior al elemento base. Se coloca una lámina de membrana que incluye por lo menos una capa de células cultivada sobre la lámina entre el elemento base y el elemento superior antes del ensamblaje. Las muestras de ensayo se introducen en los pocillos en el elemento superior y se extraen posteriormente muestras de los pocillos superiores e inferiores en un tiempo posterior y se sometieron a ensayo para determinar la cantidad de muestra de ensayo que penetra a través de las células.

La patente US nº 4.771.004 da a conocer una membrana de barrera y un procedimiento que utiliza la membrana de barrera para someter a ensayo el comportamiento de la penetración transdérmica de un agente bioactivo. El procedimiento utiliza muda de serpiente como modelo de membrana de barrera. En particular, el procedimiento comprende las etapas de proporcionar una dosis de una formulación donadora que contiene el agente bioactivo, y una solución receptora, con una membrana de barrera de muda de serpiente que separa la formulación donadora y la solución receptora. A continuación, la solución receptora se muestrea en serie y se somete a ensayo para determinar la concentración del agente bioactivo en la solución receptora.

La patente US nº 4.667.504 da conocer un dispositivo para la determinación in vitro de la velocidad de penetración de compuestos químicos a través de una membrana biológica. El dispositivo comprende dos compartimientos: uno que aloja un depósito de compuesto químico de ensayo, y el otro que proporciona una cámara para solución receptora que fluye a través de una membrana que sostiene un compartimiento de soporte de membranas. El compartimiento de soporte de membranas comprende una depresión cilíndrica que rodea un extremo abierto de la cámara de solución receptora. La cámara de solución receptora se encuentra ligeramente inclinada con su extremo superior abierto hacia el compartimiento de soporte de membranas. La inclinación previene que las burbujas de la solución receptora se estanquen o resulten atrapadas dentro de la cámara y que interfieran con la fiabilidad y la reproducibilidad de los ensayos. Un conducto de entrada desde la superficie superior del compartimiento receptor conduce a un extremo cerrado de la cámara en el interior del compartimiento receptor. Un conducto de salida conduce desde la parte superior del extremo abierto de la cámara situada cerca del compartimiento de soporte de membranas hasta la superficie superior del compartimiento receptor. El conducto de entrada es de tamaño inferior al del conducto de salida. La profundidad de la depresión que forma el compartimiento de soporte de membrana varía, estrechándose desde una profundidad menor en su intersección con la cámara hasta una profundidad mayor en la circunferencia exterior de la depresión. El cono truncado formado de esta manera garantiza que una membrana biológica de muestra se estire tensamente sobre la abertura de la cámara por la fuerza que sujeta el compartimiento del depósito al compartimiento de la solución receptora.

3. Sumario de la invención

La presente invención se refiere a sistemas y procedimientos de alto rendimiento para la preparación de una gran cantidad de combinaciones de componentes, a diferentes concentraciones e identidades, simultáneamente, y procedimientos de alto rendimiento para el ensayo de la transferencia a través de una barrera de tejido de los componentes de cada combinación. Los procedimientos de la presente invención permiten determinar los efectos de componentes adicionales o inactivos, tales como excipientes, portadores, mejoradores, adhesivos, y aditivos, sobre la transferencia de componentes activos, tales como productos farmacéuticos, a través de un tejido, tal como piel, tejido bronquial, tejido traqueal, tejido nasal, tejido de la vejiga, tejido placentario, tejido vaginal, tejido rectal, tejido estomacal, tejido gastrointestinal, y tejido del ojo o corneal. De esta manera, la invención comprende el ensayo de alto rendimiento de composiciones o de formulaciones farmacéuticas con el fin de determinar la composición o la formulación óptima global para el transporte mejorado a través de tejidos, incluyendo, sin limitación, el transporte transdérmico. Posteriormente se describen en detalle formas de realización específicas de la presente
invención.

En un aspecto, la invención se refiere a un dispositivo para medir la transferencia de componentes a través de un tejido, que comprende: un elemento inferior que comprende una placa de soporte; una matriz de muestras sostenida por la placa de soporte; un espécimen de tejido que cubre la matriz de muestras; y un elemento superior que comprende una placa de depósitos fijada a un lado del espécimen de tejido frente a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos; en la que se coloca el dispositivo de manera que la matriz de depósitos se pueda rellenar con un medio de depósito cuando la placa de depósitos se encuentra fija al espécimen de tejido y el espécimen de tejido cubre la matriz de muestras.

En una forma de realización, cada muestra de la matriz contiene una composición o formulación de componentes única, en la que se encuentran presentes componentes activos diferentes o diferentes estados físicos de un componente activo en una o más muestras de la matriz de muestras.

En otro aspecto de la presente invención, cada muestra de la matriz incluye un componente en común y por lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

(i) la identidad de los componentes adicionales;

(ii) la proporción entre el componente en común y los componentes adicionales, o

(iii) el estado físico del componente en común.

La expresión "componente en común" se refiere a un componente que se encuentra presente en todas las muestras de una matriz de muestras. En una forma de realización, el componente en común es un componente activo, y preferentemente, el componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento alternativo o un producto nutracéutico. Las muestras pueden encontrarse en forma de líquidos, soluciones, suspensiones, emulsiones, sólidos, semisólidos, geles, espumas, pastas, pomadas o triturados.

En otra forma de realización, la invención se refiere a un procedimiento de medición del transporte a través de una barrera de tejido de una muestra, que comprende:

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(a): en primer lugar, la preparación de una matriz de muestras que presentan un componente activo y por lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

(i): la identidad del componente activo;

(ii): la identidad de los componentes adicionales;

(iii): la proporción entre componente activo y componentes adicionales, o

(iv): el estado físico del componente activo;

(b): a continuación, recubrimiento de la matriz de muestras con un espécimen de tejido;

(c): a continuación, fijación de una placa de depósitos a un lado del espécimen de tejido frente a la matriz de muestras, presentando la placa una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;

(d): a continuación, llenado de la matriz de depósitos con un medio de depósito; y

(e): finalmente, medición de la concentración del componente activo de cada muestra a través del espécimen de tejido.

En una forma de realización preferida, el componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento alternativo o un producto nutracéutico. En otra forma de realización, el espécimen de tejido es piel.

En otra forma de realización, la invención se refiere a un procedimiento de determinación del flujo de un componente, que comprende:

(a): en primer lugar, la preparación de una matriz de muestras que presentan un componente en común y por lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

(i): la identidad de un componente activo;

(ii): la identidad de los componentes adicionales;

(iii): la proporción entre el componente en común y los componentes adicionales, o

(iv): el estado físico del componente en común;

(c): a continuación, fijación de una placa de depósitos en un lado del espécimen de tejido frente a la matriz de muestras, presentando la placa una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;

(e): finalmente, medición de la concentración del componente en común de cada depósito como una función del tiempo para la determinación del flujo del componente en común de cada muestra a través del espécimen de tejido.

En una forma de realización alternativa, el procedimiento comprende una etapa adicional de corte del espécimen de tejido para evitar la difusión lateral entre pocillos. El procedimiento preferentemente comprende el análisis de defectos del espécimen de tejido, heterogeneidades, y la corrección o la reparación de defectos.

En otra forma de realización, la invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento de cribado de alto rendimiento de flujo de componente activo o de fármaco a través del estrato córneo, reconociendo que dicho flujo se encuentra determinado, por lo menos en parte, por la permeabilidad del fármaco en el tejido en presencia de un mejorador. La permeabilidad generalmente se encuentra controlada por lo menos por dos factores: la solubilidad del componente activo o del fármaco en el estrato córneo y la difusividad del componente activo o del fármaco en el estrato córneo. Estos dos factores, solubilidad y difusividad, pueden medirse independientemente como procedimiento para calcular indirectamente el flujo a través del estrato córneo. De esta manera, se construye una matriz de pocillos que contienen muestras de composiciones indirectas de compuesto activo y de compuestos inactivos, incluyendo, aunque sin limitación, composiciones que comprenden componente activo/portador o excipiente/componente activo/portador o excipiente/mejorador/componente activo/adhesivo/mejorador/aditivo. Se añaden a cada pocillo cantidades conocidas de estrato córneo y se mide la velocidad a la que penetra el componente activo o el fármaco en el espécimen de tejido, extrayendo el tejido de los pocillos preparados de manera similar en diferentes momentos. La medición de la concentración tras un tiempo suficientemente largo para que la cantidad disuelta no cambie con el tiempo puede evaluar la concentración de equilibrio del componente activo o del fármaco dentro del tejido. El producto de la velocidad y la solubilidad es proporcional a la permeabilidad del componente activo o del fármaco.

Los procedimientos y sistemas de cribado combinatorial de alto rendimiento de la presente invención identifican composiciones o formulaciones óptimas para conseguir un resultado deseado para dichas composiciones o formulaciones, incluyendo, aunque sin limitación, la construcción de un dispositivo de administración transdérmica. Particularmente, los sistemas y procedimientos de la presente invención pueden utilizarse para identificar: 1) composiciones o formulaciones óptimas que comprenden uno o más componentes activos y uno o más componentes inactivos para conseguir propiedades deseadas para dichas composiciones o formulaciones, 2) composiciones de adhesivos/mejoradores/aditivos óptimas para la compatibilidad con un fármaco, 3) composiciones de fármacos/adhesivos/mejoradores/aditivos óptimas para el flujo máximo de fármaco a través del estrato córneo, y 4) composiciones de fármacos/adhesivos/mejoradores/aditivos óptimas para la minimización de la citotoxicidad.

4. Breve descripción de las figuras

Las características y ventajas de la presente invención se apreciarán mejor haciendo referencia a la descripción detallada siguiente, que debe leerse conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama esquemático de un dispositivo de alto rendimiento para la medición del transporte a través de una barrera de tejido, tal como el transporte transdérmico, de acuerdo con la presente invención;

las figuras 2A a 2D son diagramas esquemáticos de una forma de realización alternativa de un dispositivo de alto rendimiento para la medición del transporte a través de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de acuerdo con la presente invención;

la figura 3 es un diagrama esquemático de una forma de realización alternativa de un dispositivo de alto rendimiento para la medición del transporte a través de una barrera de tejido de acuerdo con la presente invención;

las figuras 4A a 4C son diagramas esquemáticos de una forma de realización alternativa de una célula de difusión que por sí sola, o como parte de un dispositivo de alto rendimiento, se utiliza para la medición del transporte a través de una barrera de tejido de acuerdo con la presente invención;

las figuras 5A a 5B son diagramas esquemáticos de un dispositivo para el llenado de un pocillo de muestra en una matriz de muestras, tal como la matriz de muestras del dispositivo de alto rendimiento representado en la figura 1;

la figura 6 es un diagrama esquemático de una forma de realización alternativa de un dispositivo de alto rendimiento para la medición o el análisis del transporte a través de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de acuerdo con la presente invención;

la figura 7 es un diagrama esquemático de una forma de realización alternativa de un dispositivo de alto rendimiento para la medición o el análisis del transporte a través de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de acuerdo con la presente invención; y

la figura 8 es un diagrama esquemático de una forma de realización alternativa de un dispositivo de alto rendimiento para la medición o el análisis del transporte a través de una barrera de tejido utilizando muestras de origen sólido de acuerdo con la presente invención.

5. Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a sistemas combinatoriales y procedimientos de alto rendimiento que mejoran la transferencia a través de una barrera de tejido de componentes activos, tales como los productos farmacéuticos o los fármacos, otros compuestos, o combinaciones de compuestos. En una forma de realización, los sistemas y procedimientos de la presente invención pueden utilizarse para la identificación de componentes óptimos (por ejemplo solventes, portadores, mejoradores de transporte, adhesivos, aditivos, y otros excipientes) para composiciones o formulaciones farmacéuticas que se administran a un paciente mediante transporte a través de un tejido, incluyendo, aunque sin limitación, composiciones o formulaciones farmacéuticas administradas o suministradas por vía transdérmica (por ejemplo, en forma de un dispositivo de administración transdérmica), por vía tópica (por ejemplo, en forma de pomadas, lociones, geles, y soluciones), y por vía ocular (por ejemplo, en forma de solución). Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "alto rendimiento" se refiere al número de muestras generadas o cribadas, tal como se describe en la presente memoria, típicamente de por lo menos 10, más típicamente de por lo menos entre 50 y 100, y preferentemente superior a 1.000 muestras.

Los procedimientos de alto rendimiento de la presente invención pueden llevarse a cabo utilizando diversos tipos de muestras. Típicamente, los procedimientos se llevan a cabo con muestras líquidas o con muestras sólidas o semi-
sólidas.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "origen líquido" se refiere a que la muestra que contiene el componente o los componentes sometidos a medición o análisis se encuentran en forma de líquido, incluyendo, aunque sin limitación, líquidos, soluciones, emulsiones, suspensiones y cualquiera de los anteriores que contenga partículas sólidas dispersadas en los mismos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "origen sólido" se refiere a que la muestra que contiene el componente o los componentes que se miden o se analizan se encuentran en forma de sólido o semisólido, lo que incluye, aunque sin limitación, triturados, geles, películas, espumas, pastas, pomadas, adhesivos, líquidos altamente viscoelásticos, líquidos altamente viscoelásticos que contienen partículas sólidas dispersadas en los mismos, y parches transdérmicos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "medio de depósito" se refiere a un líquido, una solución, un gel o una esponja químicamente compatibles con los componentes de la muestra y del tejido que se están utilizando en un dispositivo o procedimiento de la presente invención. En una forma de realización de la presente invención, el medio de depósito comprende parte del espécimen obtenido para medir o analizar la transferencia, el flujo, o la difusión de un componente a través de una barrera de tejido. Preferentemente, el medio de depósito es una solución líquida.

5.1 Visión general de un dispositivo para la medición de la transferencia a través de una barrera de tejido

La figura 1 representa un diagrama esquemático de una forma de realización preferida de un dispositivo de alto rendimiento (100) para la medición del transporte a través de una barrera de tejido en una matriz de muestras (112) de acuerdo con la presente invención. El dispositivo (100) incluye una placa de sustrato (114) que sostiene la matriz de muestras (112), un espécimen de tejido (120) y una placa de depósitos (130). En la presente forma de realización, cada muestra de la matriz de muestras (112) se coloca en un pocillo de muestra (116). Unida a la parte inferior de la placa de sustrato (114) se encuentra una base (118) que forma la parte inferior de cada pocillo de muestra (116). Opcionalmente, la base (118) es una membrana fabricada de cualquier material adecuado (por ejemplo, una membrana de caucho) de cualquier manera que permita que el aire circule hacia afuera del pocillo de muestra (116) cuando se llena con una muestra. Alternativamente, la base (118) es una placa rígida de sustrato desmontable, tal como la placa (214) (descrita infra con respecto a las figuras 2A a 2D) capaz de sostener una matriz de muestras de origen sólido.

La placa de sustrato (114) puede ser cualquier rejilla o placa rígida capaz de sostener una serie de muestras. Por ejemplo, la placa de sustrato (114) puede ser una placa de 24, 36, 48, 72, 96 ó 384 pocillos. Preferentemente, el dispositivo (100) comprende una o más matrices de muestra (112), en las que el número de pocillos de muestra (116) en el dispositivo (100) es de por lo menos (100), preferentemente de por lo menos 1.000, y más preferentemente de por lo menos 10.000. Preferentemente, el tamaño del pocillo de muestra (116) es de entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 50 mm, más preferentemente de entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 10 mm, y todavía más preferentemente de entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 7 mm. Por ejemplo, un formato de pocillo de 3 mm proporciona una matriz de aproximadamente 30.000 muestras por 0,25 m^{2} de piel.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "matriz" y la expresión "matriz de muestras" (por ejemplo la matriz 112) se refieren a una pluralidad de muestras asociadas bajo un experimento común, en la que cada una de las muestras comprende por lo menos dos componentes, y siendo por lo menos uno de los componentes un componente activo. En una forma de realización de la presente invención, uno de los componentes de muestra es un "componente en común" que, tal como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un componente que se encuentra presente en cada muestra de la matriz, a excepción de los controles negativos.

La matriz de muestras (112) se encuentra diseñada para proporcionar una serie de muestras diferentes correspondientes a diferentes composiciones, cuyo análisis permite la determinación de composiciones o formulaciones óptimas para la mejora de la transferencia de un componente a través del tejido (120). Cada muestra de la matriz de muestras (112) preferentemente, aunque no necesariamente, difiere de cualquier otra muestra en la matriz con respecto a por lo menos uno de entre:

(i): la identidad del componente activo;

(ii): la identidad del componente adicional;

(iii): la proporción entre el componente activo, o el componente en común, y el componente adicional; o

(iv): el estado físico del componente activo, o del componente en común;

Una matriz puede comprender 24, 36, 48, 96 o más muestras, preferentemente por lo menos 1.000 muestras, más preferentemente, por lo menos 10.000 muestras. Una matriz típicamente consiste de una o más submatrices. Por ejemplo, una submatriz puede ser una placa que contenga 96 pocillos de muestra.

Superpuesto a la placa de sustrato (114) y a la matriz de muestras (112) se encuentra el espécimen de tejido (120). El tejido (120) preferentemente es una lámina de tejido, tal como piel, tejido bronquial, tejido traqueal, tejido nasal, tejido placentario, tejido vaginal, tejido rectal, tejido del colon, tejido intestinal, tejido estomacal, tejido de la vejiga, o tejido corneal. Más preferentemente, el tejido (120) es tejido cutáneo o estrato córneo. Si debe utilizarse piel de cadáver humano para el tejido (120), un procedimiento conocido de preparación del espécimen de tejido implica el desprendimiento por calor manteniendo la piel en agua a 60ºC durante dos minutos, seguido de la extracción de la epidermis, y el almacenamiento a 4ºC en una cámara humidificada. Se saca de la cámara un trozo de la epidermis antes de los experimentos y se coloca sobre la placa de sustrato (114). Opcionalmente, el tejido (120) se sujeta con una malla de nilón (Terko Inc.) para evitar cualquier daño y para simular el hecho de que la piel in vivo se encuentra sujeta por una dermis mecánicamente fuerte. Alternativamente, se pueden utilizar otros tipos de tejido, incluyendo explantes de tejido vivo, tejido animal (por ejemplo de roedor, bovino o porcino) o equivalentes artificiales de tejido. Entre los ejemplos de tejidos artificiales adecuados se incluyen DERMAGRAFT (Advanced Tissue Sciences, Inc.) y aquellos dados a conocer en la patente US nº 5.226.480.

En una forma de realización alternativa de la presente invención, el espécimen de tejido (120) se divide en una serie de segmentos mediante cortes (122) entre pocillos de muestra (116) para prevenir la difusión lateral a través del espécimen de tejido (120) entre muestras contiguas. Los cortes (122) pueden realizarse de cualquier manera, incluyendo el trazado o el corte mecánicos, el corte por láser, la embutición (por ejemplo, entre las placas (114) y (130) o mediante la utilización de una herramienta de gofrado del tipo "plancha de gofres"). Preferentemente, se utiliza el trazado por láser debido a que evita la presión mecánica de una herramienta de corte, que puede deformar y dañar el espécimen de tejido (120). Los cortes por láser (122) se llevan a cabo realizando cortes muy pequeños que permiten la utilización de una densidad de muestras relativamente alta y la utilización más eficiente del espécimen de tejido. Se encuentran disponibles herramientas láser que permiten que la zona afectada por el calor sea mínima, reduciendo de esta manera los daños producidos en el espécimen de tejido (120).

La placa de depósitos (130) (por ejemplo, una placa de pocillos de fondo abierto) se coloca sobre el tejido (120), a un lado de la placa de sustrato (114) situada delante del tejido. La placa de depósitos incluye una serie de depósitos huecos (132). Cuando la placa (130) se fija en su lugar, cada depósito (132) se alinea sobre un pocillo de muestra (116), de manera que el tejido separa cada pocillo (116) de su depósito (132) correspondiente. La placa de depósitos (130) se fija a la placa de sustrato (114) utilizando abrazaderas, tornillos, fijaciones o cualquier otro medio de unión adecuado. Las placas (130) y (114) preferentemente se fijan entre sí con suficiente presión para crear un sellado hermético a los líquidos de los depósitos (132). Cada depósito se rellena con un depósito, tal como una solución salina, para recibir componentes de muestra o compuestos que se difunden a través del tejido (120) hasta el depósito (132). En una forma de realización, el medio de depósito es una solución de BSA aproximadamente al 2% en
PBS.

La transferencia o el flujo de componentes de los pocillos de muestra (116) a través del tejido (120) (es decir, la transferencia o difusión a través de una barrera de tejido) puede analizarse midiendo la concentración de componente en especímenes obtenidos de los depósitos (132). La comparación de las mediciones obtenidas de diferentes muestras/depósitos ayuda a determinar las composiciones de muestra óptimas para mejorar la transferencia o la difusión a través del tejido de un componente deseado (por ejemplo, de un producto farmacéutico).

Preferentemente, las muestras se preparan, se añaden a los pocillos de muestra y se mezclan automáticamente. De manera similar, los especímenes de los depósitos (132) que contienen componentes transferidos o difundidos, y las concentraciones de los mismos, pueden medirse y procesarse automáticamente. Los términos "automático" o "automáticamente" se refieren a la utilización de software informático y de la robótica para la adición, mezcla y análisis de muestras, componentes, y especímenes o productos de difusión.

Las muestras se añaden a los pocillos de muestra en matrices para muestras de la presente invención, tales como la matriz (112) en la figura 1, utilizando diversas técnicas de deposición o de transferencia de materiales conocidas por los expertos en la materia, incluyendo, aunque sin limitación, el rellenado manual, el pipeteo, y otros sistemas de distribución de líquidos o sólidos manuales o automáticos.

Tras añadir y mezclar los componentes en los pocillos de muestra, pueden procesarse las muestran mediante técnicas bien conocidas, tales como el calentamiento, la filtración, y la liofilización. Un experto en la materia sabrá cómo procesar la muestra según las propiedades sometidas a ensayo. Las muestras pueden procesarse individualmente o en grupo, preferentemente en grupo. Se dan a conocer detalles adicionales referentes a los dispositivos para la administración y el muestreo automático que resultan adecuados y referentes a los procedimientos de formulación de soluciones o composiciones, en la solicitud de patente copendiente US nº de serie 09/540.462.

Brevemente, una serie de empresas ha desarrollado sistemas de micromatrices que pueden adaptarse para la utilización en los sistemas descritos en la presente memoria, aunque en la actualidad todos ellos están siendo utilizados solamente para funciones de cribado, para la identificación de compuestos con una actividad definida particular, y no para el cribado de componentes o de compuestos de identidad conocida para la identificación de combinaciones de componentes que resulten óptimas para conseguir un resultado deseado. Dichos sistemas pueden requerir modificaciones, lo que se encuentra perfectamente comprendido dentro de los conocimientos del experto ordinario en la materia. Entre los ejemplos de empresas que presentan sistemas de micromatrices se encuentran Gene Logic, de Gaithersburg, MD (ver la patente US nº 5.843.767, de Beattie), Luminex Corp., Austin, TX, Beckman Instruments, Fullerton, CA, MicroFab Technologies, Plano, TX, Nanogen, San Diego, CA, y Hyseq, Sunnyvale, CA. Estos dispositivos someten a ensayo muestras basadas en una serie de sistemas diferentes. Todos incluyen miles de canales microscópicos que dirigen los componentes hasta los pocillos de muestra, donde pueden producirse reacciones. Estos sistemas se encuentran conectados a ordenadores para el análisis de datos utilizando software y series de datos adecuados. El sistema de la empresa Beckman Instruments puede distribuir muestras de nanolitros en matrices de 96 ó 384 muestras, y resulta particularmente adecuado para el análisis de hibridación de secuencias de moléculas nucleótidas. El sistema de la empresa MicroFab Technologies distribuye muestras utilizando impresoras de inyección de tinta para distribuir muestras alícuotas discretas en pocillos.

Estos y otros sistemas pueden adaptarse según resulte necesario para la utilización en la presente invención. Por ejemplo, pueden generarse combinaciones de componentes activos y de diversos componentes adicionales o inactivos a diversas concentraciones utilizando software estándar de formulación (por ejemplo, el software Matlab, disponible comercialmente de Mathworks, Natick, Massachusetts). Las combinaciones generadas de esta manera pueden descargarse a una hoja de cálculo, tal como Microsoft EXCEL. A partir de la hoja de cálculo, se puede generar una lista de trabajo para dar instrucciones al mecanismo de distribución automática para la preparación de una matriz de muestras según las diversas combinaciones generadas por el software de formulación. La lista de trabajo puede generarse utilizando procedimientos de programación estándares según el mecanismo de distribución automática que se esté utilizando. La utilización de las denominadas listas de trabajo simplemente permite la utilización de un fichero como comando de proceso en lugar de etapas de programación discretas. La lista de trabajo combina la formulación de salida del programa de formulación con los comandos adecuados en un formato de fichero que puede ser leído directamente por el mecanismo de distribución automática.

El mecanismo de distribución automática introduce en cada pocillo de muestra por lo menos un componente activo, tal como un producto farmacéutico, así como diversos componentes inactivos o adicionales, tales como solventes, portadores, excipientes, y aditivos. Preferentemente, el mecanismo de distribución automática puede proporcionar múltiples cantidades de cada componente. En una forma de realización, el mecanismo de distribución automática utiliza una o más válvulas microsolenoidales.

Los sistemas de distribución automática de líquidos y sólidos son bien conocidos y se encuentran comercialmente disponibles, como por ejemplo el sistema Tecan Genesis, de Tecan-US, RTP, North Carolina. El brazo robot puede recoger y administrar componentes activos y componentes inactivos, tales como soluciones, solventes, portadores, excipientes, aditivos, y similares, desde una placa madre hasta un pocillo o sitio para muestras. El procedimiento se repite hasta que se completa una matriz. A continuación, las muestras se mezclan. Por ejemplo, el brazo robot se mueve hacia arriba y hacia abajo en cada placa de pocillos un número prefijado de veces con el fin de garantizar un mezclado correcto.

Durante la utilización, el dispositivo (100) de la figura 1 se ha descrito anteriormente como un dispositivo que presenta un medio de depósito sobre el tejido (120) en los depósitos (132), y muestras por debajo del tejido (120) en pocillos de muestra (116) de la matriz (112).

Se describen infra formas de realización adicionales de los sistemas y procedimientos de la presente invención, particularmente con respecto a las figuras 2 a 8.

5.2 Composición de las muestras

Antes de comentar detalles adicionales de los sistemas y procedimientos para el cálculo de la transferencia a través de una barrera de tejido de acuerdo con la presente invención, los solicitantes presentan un comentario sobre las composiciones de muestras adecuadas para la utilización en la presente invención.

5.2.1 Terminología general de las composiciones

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "componente" se refiere a cualquier sustancia o compuesto. Un componente puede ser activo o inactivo. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "componente activo" se refiere a una sustancia o a un compuesto que proporciona una utilidad principal a una composición o a una formulación cuando la composición o la formulación se utiliza para su fin pretendido. Entre los ejemplos de componentes activos se incluyen productos farmacéuticos, suplementos dietéticos, medicamentos alternativos, y productos nutracéuticos. Opcionalmente, los componentes activos pueden ser compuestos sensoriales, compuestos agroquímicos, el componente activo de la formulación de un producto de consumo, o el componente activo de la formulación de un producto industrial. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "componente inactivo" se refiere a un componente que resulta útil o potencialmente útil para servir en una composición o en una formulación para la administración de un componente activo, pero que no contribuye de manera significativa a las propiedades activas del componente activo ni da lugar a la utilidad principal de la composición o de la formulación. Entre los ejemplos de componentes inactivos adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, mejoradores, excipientes, portadores, solventes, diluyentes, estabilizantes, aditivos, adhesivos, y combinaciones de los mismos.

Preferentemente, las muestras de una matriz comprenden un componente activo y componentes inactivos. En una forma de realización, los componentes activos de las muestras de la matriz pueden ser iguales o diferentes, aunque en otra forma de realización, las muestras de la matriz comprenden un componente activo como componente activo en común y componentes inactivos. El experto en la materia dispone de una serie de permutaciones, por ejemplo cuando el componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento alternativo, o un producto nutracéutico, los componentes inactivos preferentes se seleccionan de entre el grupo que consiste de excipientes, portadores, solventes, diluyentes, estabilizantes, mejoradores, aditivos, adhesivos, y combinaciones de los mismos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "muestra" se refiere a una mezcla de un componente activo y uno o más componentes adicionales o componentes inactivos. Preferentemente, una muestra comprende 2 o más componentes adicionales, más preferentemente 3 o más componentes adicionales. Generalmente, una muestra comprende un componente activo, aunque puede comprender múltiples componentes activos. Además, las muestras de una matriz de muestras pueden presentar uno o más componentes en común. Una muestra puede encontrarse presente en cualquier recipiente o soporte, o dentro o sobre cualquier material o superficie, el único requisito es que las muestras se encuentren en sitios separados. Preferentemente, las muestras se encuentran contenidas en pocillos de muestra, por ejemplo, en placas de pocillos (o placas de filtración) de 24, 36, 48 ó 96 muestras de 250 \mul de volumen, disponibles de Millipore, Bedford, MA. La muestra puede comprender menos de aproximadamente 100 miligramos del componente activo, preferentemente, menos de aproximadamente 1 miligramo, más preferentemente, menos de aproximadamente 100 microgramos, e incluso más preferentemente, menos de 100 nanogramos. Preferentemente, la muestra presenta un volumen total de entre aproximadamente 1 \mul y 200 \mul, más preferentemente de entre aproximadamente 5 \mul y 150 \mul, todavía más preferentemente de entre aproximadamente 10 \mul y 100 \mul. Las muestras pueden ser de origen líquido o de origen sólido, incluyendo muestras en forma de sólidos, semisólidos, películas, líquidos, soluciones, geles, espumas, pastas, pomadas, triturados, suspensiones, o emulsiones.

De acuerdo con la invención descrita en la presente memoria, el "estado físico" de un componente inicialmente se define con respecto a si se trata de un líquido o un sólido. Si un componente es un sólido, el estado físico se define adicionalmente por el tamaño de partícula y con respecto a si el componente es cristalino o amorfo. Si el componente es cristalino, el estado físico se divide adicionalmente en: (1) si la matriz cristalina incluye un coaditivo, o si la matriz cristalina originalmente incluía un coaditivo y éste fue eliminado, dejando un hueco; (2) el hábito de cristalización; (3) la morfología, es decir, el hábito de cristalización y la distribución del tamaño; y (4) la estructura interna (polimorfismo). En un coaditivo, la matriz cristalina puede incluir una cantidad de aditivo estequiométrica o no estequiométrica, por ejemplo, un solvente de cristalización o agua, es decir, un solvato o un hidrato. Entre los solvatos e hidratos no estequiométricos se incluyen inclusiones o clatratos, es decir, sitios dentro de la matriz cristalina en los que un solvente o el agua han quedado atrapados en intervalos aleatorios, por ejemplo, en canales. Un solvato o hidrato estequiométrico se refiere a que una matriz cristalina incluye un solvente o agua en una proporción específica. Es decir, el solvente o la molécula de agua es parte de la matriz cristalina según una configuración definida. Además, el estado físico de una matriz cristalina puede cambiar mediante la eliminación de un coaditivo, originalmente presente en la matriz cristalina. Por ejemplo, si se elimina un solvente o el agua de un solvato o de un hidrato, se formará un orificio dentro de la matriz cristalina, formando de esta manera un estado físico nuevo. El hábito de cristalización es la descripción de la apariencia exterior de un cristal individual, por ejemplo, un cristal puede presentar una forma cúbica, tetragonal, ortorrómbica, monoclínica, triclínica, romboidal, o hexagonal. Las propiedades de procesamiento resultan afectadas por el hábito de cristalización. La estructura interna de un cristal se refiere a la forma cristalina o polimorfismo. Un compuesto dado puede existir en forma de polimorfos diferentes, es decir, diferentes especies cristalinas. Generalmente, los diferentes polimorfos de un compuesto dado son tan diferentes en estructura y en propiedades como los cristales de dos compuestos diferentes. La solubilidad, el punto de fusión, la densidad, la dureza, la forma cristalina, las propiedades ópticas y eléctricas, la presión de vapor, y la estabilidad, etc., todas ellas varían con la forma polimórfica.

5.2.2 Componente activo y componente en común

Tal como se ha indicado anteriormente, el componente en común puede ser un componente activo, tal como un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento alternativo, o un producto nutracéutico, o un componente inactivo. En una forma de realización preferida de la presente invención, el componente en común es un componente activo, y más preferentemente un producto farmacéutico. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "producto farmacéutico" se refiere a cualquier sustancia o compuesto que presenta un efecto terapéutico, preventivo de enfermedades, o profiláctico cuando se administra a un animal o a un ser humano. La expresión producto farmacéutico incluye fármacos de prescripción y fármacos de venta libre. Entre los productos farmacéuticos adecuados para su utilización en la presente invención se incluyen todos los conocidos o que todavía no se han desarrollado.

Entre los ejemplos de productos farmacéuticos adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, productos farmacéuticos cardiovasculares, tales como besilato de amlodipina, losartán potásico, irbesartán, hidrocloruro de diltiazem, bisulfato de clopidogrel, digoxina, abciximab, furosemida, hidrocloruro de amiodarona, beraprost, tocoferilnicotinato; componentes antiinfecciosos, tales como amoxicilina, clavulanato potásico, azitromicina, itraconazol, aciclovir, fluconazol, hidrocloruro de terbinafina, etilsuccinato de eritromicina, y acetilsulfisoxazol; componentes psicoterapéuticos, tales como hidrocloruro de sertralina, venlafaxina, hidrocloruro de bupropión, olanzapina, hidrocloruro de buspirona, alprazolam, hidrocloruro de metilfenidato, maleato de fluvoxamina, y mesilatos ergoloides; productos gastrointestinales, tales como lansoprazol, hidrocloruro de ranitidina, famotidina, hidrocloruro de ondansetrón, hidrocloruro de granisetrón, sulfasalazina, e infliximab; terapias respiratorias, tales como loratadina, hidrocloruro de fexofenadina, hidrocloruro de cetirizina, fluticasonapropionato, salmeterolxinafoato, y budesonida; reductores del colesterol, tales como calcio de atorvastatina, lovastatina, bezafibrato, ciprofibrato, y gemfibrozilo; terapias contra el cáncer y relacionadas con el cáncer, tales como paclitaxel, carboplatino, citrato de tamoxifeno, docetaxel, hidrocloruro de epirubicina, acetato de leuprolida, bicalutamida, implante de acetato de goserelina, hidrocloruro de irinotecán, hidrocloruro de gemcitabina, y sargramostim; modificadores de la sangre, tales como epoetina alfa, enoxaparín sódico, y factor antihemofílico; componentes antiartríticos, tales como celecoxib, nabumetona, misoprostol, y rofecoxib; productos farmacéuticos contra el SIDA y relacionados con el SIDA, tales como lamivudina, sulfato de indinavir, estavudina, y lamivudina; terapias contra la diabetes y relacionadas con la diabetes, tales como hidrocloruro de metformina, troglitazona, y acarbosa; compuestos biológicos, tales como la vacuna contra la hepatitis B, y la vacuna contra la hepatitis A; hormonas, tales como estradiol, micofenolatomofetilo, y metilprednisolona; analgésicos, tales como hidrocloruro de tramadol, fentanilo, metamizola, cetoprofeno, sulfato de morfina, acetilsalicilato de lisina, cetorolac trometamina, morfina, loxoprofeno sódico, e ibuprofeno; productos dermatológicos, tales como isotretinoina y fosfato de clindamicina; anestésicos, tales como propofol, hidrocloruro de midazolam, e hidrocloruro de lidocaína; terapias contra la migraña, tales como succinato de sumatriptán, zolmitriptán, y benzoato de rizatriptán; compuestos sedantes e hipnóticos, tales como zolpidem, tartrato de zolpidem, triazolam, y butilbromuro de hicosina; componentes para formación de imágenes, tales como iohexol, tecnecio, TC99M, sestamibi, yomeprol, gadodiamida, yoversol, e yopromida; y componentes para diagnóstico y contraste, tales como alsactida, americio, betazol, histamina, manitol, metirapona, petagastrín, fentolamina, B_{12} radioactiva, gadodiamida, ácido gadopentético, gadoteridol, y perflubrón. Entre otros productos farmacéuticos para su utilización en la presente invención se incluyen aquellos que se indican a continuación en la Tabla 1, que adolecen de problemas que podrían mitigarse mediante el desarrollo de nuevas composiciones o formulaciones utilizando los sistemas, las matrices y los procedimientos de la presente invención.

TABLA 1 Productos farmacéuticos ejemplares

Marca comercial	Compuesto químico	Propiedades

SANDIMMINE	ciclosporina	Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua.
TAXOL	paclitaxel	Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua.
VIAGRA	citrato de sildenafilo	Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua.
NORVIR	ritonavir	Puede experimentar un cambio polimórfico durante el
		transporte y el almacenamiento.
FULVICIN	griseofulvina	Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua.
FORTOVASE	saquinavir	Absorción pobre debido a su baja solubilidad en agua.

Se indican todavía más ejemplos de productos farmacéuticos adecuados en 2000 Med. Ad. News 19:56-60, y en The Physicians Desk Reference, edición 53^{a}, páginas 792-796, Medical Economics Company, 1999.

Entre los ejemplos de productos farmacéuticos para uso veterinario adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, vacunas, antibióticos, componentes para la mejora del crecimiento, y compuestos antiparasitarios. En The Merck Veterinary Manual, 8^{a} edición, Merck y Co., Inc., Rahway, N.J., 1998; (1997); The Encyclopedia of Chemical Technology, 24 Kirk-Othomer (4^{a} edición, página 826); y Veterinary Drugs en ECT, 2^{a} edición, vol. 21, por A. L. Shore y R. J. Magee, American Cyanamid Co., se proporcionan otros ejemplos de productos farmacéuticos veterinarios adecuados. Entre otros componentes activos adecuados para el análisis de la transferencia a través de tejidos (o a través de membranas) que utilizan los sistemas y los procedimientos de la presente invención se incluyen los suplementos dietéticos, los medicamentos alternativos y los productos nutracéuticos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "suplemento dietético" se refiere a una sustancia no calórica o con una cantidad de calorías insignificante administrada a un animal o a un ser humano para proporcionar un beneficio nutricional, o a una sustancia no calórica o con una cantidad de calorías insignificante administrada en un alimento para proporcionar a éste propiedades estéticas, de textura, estabilizantes, o beneficios nutricionales. Entre los suplementos dietéticos se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, ligantes de grasa, tales como el caduceo; aceites de pescado; extractos vegetales, tales como extractos de ajo y extractos de pimienta; vitaminas y minerales; aditivos alimentarios, tales como conservantes, acidulantes, componentes antiapelmazante, componentes antiespumantes, antioxidantes, componentes de carga, componentes colorantes, componentes de curado, fibras dietéticas, emulsionantes, enzimas, componentes endurecedores, humectantes, agentes de fermentación, lubricantes, edulcorantes no nutritivos, solventes de categoría alimentaria, espesantes; sustitutos de la grasa, mejoradores de sabor; y adyuvantes dietéticos, tales como los supresores del apetito. Se proporcionan ejemplos de suplementos dietéticos adecuados en The Encyclopedia of Chemical Technology, 11 Kirk-Othomer (4^{a} edición, páginas 805-833), (1994). Se proporcionan ejemplos de vitaminas adecuadas en The Encyclopedia of Chemical Technology, 25 Kirk-Othomer (4^{a} edición, página 1), (1998), y en Goodman & Gilmans: The Pharmacological Basis of Therapeutics, 9a edición, editores Joel G. Harman y Lee E. Limbird, McGraw-Hill, 1996, página 1547. Se proporcionan ejemplos de minerales adecuados en The Encyclopedia of Chemical Technology, 16 Kirk-Othomer (4^{a} edición, página 746) y en "Mineral Nutrients" en ECT, 3^{a} edición, vol. 15, páginas 570-603, por C. L. Rollinson y M. G. Enig, University of Maryland.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "medicamento alternativo" se refiere a una sustancia, preferentemente una sustancia natural, tal como una hierba o un extracto o un concentrado de hierbas, administrado a un sujeto o a un paciente para el tratamiento de una enfermedad o por la salud o bienestar generales, en la que la sustancia no requiere la aprobación de la FDA. Entre los ejemplos de medicamentos alternativos se incluyen, aunque sin limitarse a ellas, gingko biloba, raíz de ginseng, raíz de valeriana, corteza de roble, kava kava, equinácea, raíz de harphagophyti, otras se indican en The Complete German Commission E Monographs: Therapeutic Guide to Herbal Medicine, Mark Blumenthal et al. editores, Integrative Medicine Communications, 1998.

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Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "producto nutracéutico" se refiere a un alimento o a un producto alimenticio que presenta tanto propiedades calóricas como propiedades farmacéuticas o terapéuticas. Entre los ejemplos de productos nutracéuticos se incluyen el ajo, la pimienta, los salvados y las fibras, y en M. C. Linder, editor, Nutritional Biochemistry and Metabolism with Clinical Applications, Elsevier, New York, 1985; Pszczola et al., 1998 Food Technology 52:30-37, y Shukla et al., 1992 Cereal Foods World 37:665-666, se proporcionan ejemplos de productos nutracéuticos adecuados en forma de bebidas saludables.

Preferentemente, cuando el componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un medicamento alternativo, o un producto nutracéutico, por lo menos un componente adicional o algunos componentes adicionales son excipientes. Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "excipiente" se refiere a una sustancia inactiva utilizada para la formulación de productos farmacéuticos como resultado del procesamiento, la preparación o la utilización por los expertos en la materia para la formulación de productos farmacéuticos, suplementos dietéticos, medicamentos alternativos, y productos nutracéuticos para la administración a animales o a seres humanos. Preferentemente, los excipientes se encuentran autorizados o se consideran seguros para la administración a seres humanos y a animales. Entre los ejemplos de excipientes adecuados se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, acidulantes, tales como ácido láctico, ácido hidroclórico, y ácido tartárico; componentes solubilizantes, tales como surfactantes no iónicos, catiónicos y aniónicos; absorbentes, tales como bentonita, celulosa, y caolín; componentes alcalizantes, tales como dietanolamina, citrato potásico, y bicarbonato sódico; componentes antiapelmazantes, tales como fosfato de calcio tribásico, trisilicato de magnesio, y talco; componentes antimicrobianos, tales como ácido benzoico, ácido sórbico, alcohol bencílico, cloruro de bencetonio, bronopol, alquil parabenese, cetrimida, fenol, acetato fenilmercúrico, timerosol, y fenoxietanol; antioxidantes, tales como ácido ascórbico, alfa-tocoferol, galato de propilo, y metabisulfito sódico; compuestos ligantes, tales como acacia, ácido algínico, carboximetilcelulosa, hidroxietilcelulosa; dextrina, gelatina, goma guar, silicato de magnesio y aluminio, maltodextrina, povidona, almidón, aceite vegetal, y ceína; componentes tampón, tales como fosfato sódico, ácido málico, y citrato potásico; componentes quelantes, tales como EDTA, ácido málico, y maltol; componentes de recubrimiento, tales como azúcar añadido, alcohol cetílico, alcohol polivinílico, cera carnauba, maltitol lactosa, dióxido de titanio; vehículos de liberación controlada, tales como cera microcristalina, cera blanca, y cera amarilla; secantes, tales como sulfato de calcio; detergentes, tales como lauril sulfato sódico; diluyentes, tales como fosfato de calcio, sorbitol, almidón, talco, lactitol, polimetacrilatos, cloruro sódico, y glicerilpalmitostearato; desintegrantes, tales como dióxido de silicona colodial, croscarmelosa sódica, silicato de magnesio y aluminio, polacrilín potásico, y glicolato de almidón sódico; componentes de dispersión, tales como poloxamero 386, y ésteres grasos de polioxietileno (polisorbatos); emolientes, tales como alcohol cetearílico, lanolina, aceite mineral, petrolato, colesterol, miristato de isopropilo, y lecitina; componentes emulsionantes, tales como cera emulsionante aniónica, monoetanolamina, y triglicéridos de cadena media; componentes saborizantes, tales como etilmaltol, etilvanillina, ácido fumárico, ácido málico, maltol, y mentol; humectantes, tales como glicerina, propilenglicol, sorbitol, y triacetina; lubricantes, tales como estearato de calcio, aceite de canola, palmitoestearato de glicerilo, óxido de magnesio, poloxímero, benzoato sódico, ácido esteárico, y estearato de cinc; solventes, tales como alcoholes, formato de bencilfenilo, aceites vegetales, dietilftalato, etiloleato, glicerol, glicofurol, índigo carmín, polietilenglicol, amarillo sunset, tartacina, triacetina; componentes estabilizantes, tales como ciclodextrinas, albúmina, goma xantano; y componentes de tonicidad, tales como glicerol, dextrosa, cloruro potásico, y cloruro sódico; y mezclas de los mismos. Entre los excipientes se incluyen aquellos que alteran la tasa de absorción, la biodisponibilidad, u otras propiedades farmacocinéticas de los productos farmacéuticos, los suplementos dietéticos, los medicamentos alternativos, o los productos nutracéuticos. Se proporcionan otros ejemplos de excipientes adecuados, tales como compuestos ligantes y rellenos en Remington's Pharmaceutical Sciences, 18^{a} edición, editor Alfonso Gennaro, Mack Publishing Co. Easton, Pa., 1995, y en Handbook of Pharmaceutical Excipients, 3^{a} edición, editor Arthur H. Kibbe, American Pharmaceutical Association, Washington D.C., 2000.

Entre los excipientes que típicamente se utilizan en la formación de dispositivos de administración transdérmica, y por lo tanto, aquellos que resultan particularmente útiles para la formulación de las muestras de la presente invención, se encuentran los mejoradores de penetración, los adhesivos y los solventes. Cada uno de ellos se analiza más detalladamente a continuación.

5.2.3 Mejoradores de penetración

Se pueden utilizar diversos tipos de mejoradores de penetración para la mejora del transporte transdérmico de fármacos. Los mejoradores de penetración pueden clasificarse en mejoradores químicos y mejoradores mecánicos, cada uno de los cuales se describe más detalladamente a continuación.

5.2.3.1 Mejoradores químicos

Los mejoradores químicos mejoran las tasas de transporte molecular a través de tejidos o membranas mediante una diversidad de mecanismos. En la presente invención, los mejoradores químicos preferentemente se utilizan para reducir las propiedades de barrera del estrato córneo. Entre las interacciones de los fármacos se incluye la modificación del fármaco a un estado más permeable (un profármaco) que, a continuación, se metaboliza dentro del cuerpo nuevamente a su forma original (6-fluoruroacilo, hidrocortisona) (Hadgraft, 1985); o el incremento de la solubilidad de los fármacos (etanol, propilenglicol). A pesar del gran esfuerzo de investigación realizado (se han estudiado bastante más de 200 compuestos) (Chattaraj y Walker, 1995), todavía no existen teorías mecanísticas aplicables universalmente para la mejora química del transporte molecular. La mayoría de los trabajos publicados en el campo de los mejoradores químicos se han llevado a cabo basándose principalmente en la experiencia y en procedimientos de ensayo y error (Johnson, 1996).

Se han identificado muchas clases diferentes de mejoradores químicos, entre los que se incluyen los surfactantes catiónicos, aniónicos, y no iónicos (dodecilsulfato sódico, polioxámeros); ácidos grasos y alcoholes (etanol, ácido oleico, ácido láurico, liposomas); agentes anticolinérgicos (bromuro de bencilonio, bromuro de oxifenonio); alcanonas (n-heptano); amidas (urea, N,N,dietil-m-toluamida); ésteres de ácidos grasos (n-butirato); ácidos orgánicos (ácido cítrico); polioles (etilenglicol, glicerol); sulfóxidos (dimetilsulfóxido); y terpenos (ciclohexeno) (Hadgraft y Guy, 1989; Walters, 1989; Williams y Barry, 1992; Chattaraj y Walker, 1995). La mayoría de estos mejoradores interaccionan con la piel o con el fármaco. En la presente memoria, aquellos mejoradores que interaccionan con la piel se denominan "mejoradores de la permeación lipídica", y entre las interacciones con la piel se incluyen la partición del mejorador en el estrato córneo, provocando la alteración de las bicapas lipídicas (azona, etanol, ácido láurico), la unión y la alteración de las proteínas en el estrato córneo (dodecil sulfato sódico, dimetilsulfóxido), o la hidratación de las bicapas lipídicas (urea, bromuro de bencilonio). Otros mejoradores químicos trabajan incrementando la administración transdérmica de un fármaco mediante el incremento de la solubilidad del fármaco en su vehículo (en lo sucesivo denominados "mejoradores de solubilidad"). Los mejoradores de la permeación lipídica, los mejoradores de solubilidad, y las combinaciones de mejoradores (también denominadas "sistemas binarios") se describen más detalladamente a continuación.

5.2.3.1.1 Mejoradores de la permeación lipídica

Los compuestos químicos que mejoran la permeabilidad a través de los lípidos son conocidos y se encuentran disponibles comercialmente. Por ejemplo, el etanol incrementa la solubilidad de los fármacos hasta 10.000 veces y proporciona un incremento de flujo de 140 veces del estradiol, aunque los ácidos grasos insaturados incrementan la fluidez de las bicapas lipídicas (Bronaugh y Maibach, editores (Marcel Dekker 1989) páginas 1-12). Entre los ejemplos de ácidos grasos que alteran la bicapa lipídica se incluyen ácido linoleico, ácido cáprico, ácido láurico, y ácido neodecanoico, que pueden encontrarse en un solvente, tal como etanol o propilenglicol. La evaluación de los datos publicados sobre permeación con agentes de alteración de la bicapa lipídica concuerda muy bien con la observación de que existe una dependencia del tamaño en la mejora de la permeación para los compuestos lipofílicos. Aungst et al., Pharm. Res. 7,712-718, 1990, informan de la mejora de la permeación por tres compuestos que alteran la bicapa: el ácido cáprico, el ácido láurico, y el ácido neodecanoico, en propilenglicol. Los autores de este trabajo examinaron la permeabilidad de cuatro compuestos lipofílicos: el ácido benzoico (122 Da), la testosterona (288 Da), la naloxona (328 Da), y la indometacina (359 Da), a través de piel humana. La mejora de permeabilidad de cada mejorador para cada fármaco se calculó según la fórmula E_{c}_{/pg} = P_{e/pg}/P_{pg}, en la que P_{e/pg} es la permeabilidad del fármaco desde la formulación de mejorador/propilenglicol, y P_{pg} es la permeabilidad del propilenglicol solo.

El mecanismo principal mediante el que se cree que los ácidos grasos insaturados, tales como el ácido linoleico, mejoran la permeabilidad cutánea, consiste en la desorganización del dominio lipídico intercelular. Por ejemplo, se han llevado a cabo estudios estructurales detallados de ácidos grasos insaturados, tales como el ácido oleico, utilizando la calorimetría de barrido diferencial (Barry J., Controlled Release 6, 85-97, 1987) y la espectroscopía de infrarrojos (Ongpipattanankul et al., Pharm. Res. 8, 350-354, 1991; Mark et al., J. Control. Rd. 12, 67-75, 1990). Se pudo apreciar que el ácido oleico alteraba las bicapas lipídicas SC altamente ordenadas, y que posiblemente forma una fase aceitosa separada en el dominio intercelular. La bicapas lipídicas SC alteradas por ácidos grasos insaturados u otros alteradores de la bicapa pueden ser de naturaleza similar a las bicapas lipídicas en fase fluida.

Una fase separada de aceite debería tener propiedades similares a una fase libre de aceite. Los conocimientos sobre el transporte de bicapas fluidas y sobre fases libre de aceite son amplios. Específicamente, los coeficientes de difusión en la fase fluida, por ejemplo, las bicapas de dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) (Clegg y Vaz en "Progress in Protein-Lipid Interactions" Watts, ed. (Elsevier, N.Y., 1985) 173-229; Tocanne, et al., FEB 257, 10-16, 1989), y en la fase libre de aceite (Perry, et al., "Perry's Chemical Engineering Handbook", McGraw-Hill, NY, 1984), son superiores a los coeficientes de las bicapas de SC, y más importante, muestran dependencias dimensionales considerablemente inferiores a las mostradas en el transporte de las bicapas de SC (Kasting, et al., en: "Prodrugs: Topical and Ocular Delivery" Sloan. editor Marcel Dekker, N.Y., 1992, páginas 117-161; Ports y Guy, Pharm. Res. 9, 663-339, 1992; Willschut, et al. Chemosphere 30, 1275-1296, 1995). Como resultado, el coeficiente de difusión de un soluto dado es superior en una bicapa fluida, tal como DMPC, o en una fase libre de aceite, que en las bicapas de SC. Debido a la fuerte dependencia dimensional del transporte de las bicapas de SC, la difusión en lípidos de las bicapas de SC es considerablemente más lenta para compuestos de dimensiones más grandes, aunque el transporte en bicapas DMPC fluidas y en fases libres de aceite es sólo moderadamente inferior para compuestos de dimensiones más grandes. La diferencia entre el coeficiente de difusión en las bicapas de SC y en las bicapas DMPC fluidas o en las fases libres de aceite es mayor para solutos más grandes, y menor para compuestos más pequeños. Por lo tanto, la capacidad de mejora de un compuesto de desorganización de la bicapa que puede transformar las bicapas lipídicas de SC en una fase de bicapa fluida o añadir una fase libre de aceite que ha sido separada, debería mostrar una dependencia del tamaño, con mejoras de permeabilidad menores para compuestos pequeños y mejoras mayores para compuestos más grandes.

En la solicitud de patente europea nº 43.738 (1982) se describe una lista completa de agentes de alteración de las bicapas lipídicas. Los compuestos ejemplares se encuentran representados por la fórmula siguiente:

\newpage

R-X, en la que R es un alquilo de cadena lineal de entre aproximadamente 7 y 16 átomos de carbono, un alquenilo no terminal de entre aproximadamente 7 y 22 átomos de carbono, y/o alquilo de cadena ramificada de entre aproximadamente 13 y 22 átomos de carbono, y X es -OH, -COOCH_{3}, -COOC_{2}H_{5}, -OCOCH_{3}, -SOCH_{3}, -P(CH_{3})_{2}O, COOC_{2}H_{4}OC_{4}H_{4}OH, -COOCH(CHOH)_{4}CH_{3}OH, -COOCH_{2}CHOHCH_{3}, COOCH_{2}CH(OR'')CH_{2}OR'', -(OCH_{2}CH_{2})_{m}
OH, -COOR', o -CONR'_{2}, en las que R' es H, -CR_{3}, -C_{2}H_{5}, -C_{2}H_{7} o -C_{2}H_{4}OH; R'' es -H, o un alquenilo no terminal de entre aproximadamente 7 y 22 átomos de carbono; y m es 2 a 6; a condición de que, cuando R'' es un alquenilo y X es –OH o COOH, por lo menos un doble enlace se encuentra en configuración cis.

5.2.3.1.2 Mejoradores de la solubilidad

Otra forma de mejora de la administración transdérmica de un fármaco consiste en utilizar mejoradores de solubilidad química que incrementen la solubilidad del fármaco en su vehículo. Esto se puede conseguir a través del cambio de la interacción fármaco-vehículo mediante la introducción de diferentes excipientes, o a través del cambio de la cristalinidad del fármaco (Flynn y Weiner, 1993).

Entre los mejoradores de solubilidad se incluyen dioles acuosos, tales como propilenglicol y glicerol; monoalcoholes, tales como etanol, propanol, y alcoholes superiores; DMSO; dimetilformamida; N,N-dimetilacetamida; 2-pirrolidona; N-(2-hidroxietilo) pirrolidona, N-metilpirrolidona, 1-dodecilazacicloheptan-2-ona y otros alquil-azacicloalquil-2-onas n-sustituidos.

5.2.3.1.3 Combinaciones de mejoradores (sistemas binarios)

La patente US nº 4.537.776 de Cooper contiene un resumen de información que detalla la utilización de determinados sistemas binarios para la mejora de la penetración. La solicitud de patente europea nº 43.738 también describe la utilización de dioles seleccionados como solventes junto con una amplia categoría de compuestos de alteración de la envoltura celular para la administración de componentes lipofílicos farmacológicamente activos. En la solicitud de patente GB 2.153.223 A se da a conocer un sistema binario para la mejora de la penetración de la metaclopramida, que consiste en un éster de alcohol monovalente de un ácido monocarboxílico alifático C8-32 (insaturado y/o ramificado si es C18-32) o de un monoalcohol alifático C6-24 (insaturado y/o ramificado si es C14-24), y un compuesto N-cíclico, tal como 2-pirrolidona o N-metilpirrolidona.

En la patente US nº 4.973.468 se dan a conocer combinaciones de mejoradores consistentes de monoetil dietilenglicol o monometil éter con monolaurato de propilenglicol y laurato de metilo para la mejora de la administración transdérmica de esteroides, tales como progestógenos y estrógenos. En la patente US nº 4.820.720 se da a conocer un mejorador doble para la mejora de la administración transdérmica de fármacos, que consiste de molaurato de glicerol y etanol. La patente US nº 5.006.342 proporciona numerosos mejoradores para la administración transdérmica de fármacos, que consisten de ésteres de ácido graso o éteres de alcoholes grasos de alcadenioles C_{2} a C_{4}, en los que cada ácido graso/parte alcohol del éster/éter contiene entre aproximadamente 8 y 22 átomos de carbono. La patente US nº 4.863.970 da a conocer composiciones de mejora de la penetración para la aplicación por vía tópica, incluyendo un permeante activo contenido en un vehículo de mejora de penetración que contiene cantidades específicas de uno o más compuestos de alteración de la cubierta celular, tales como ácido oleico, alcohol oleílico, y glicerol ésteres del ácido oleico; un alcanol C_{2} o C_{3} y un diluyente inerte, tal como agua.

Entre otros mejoradores químicos, no necesariamente asociados a sistemas binarios, se incluyen dimetilsulfóxido (DMSO) o soluciones acuosas de DMSO, tales como las que se describen en la patente US nº 3.551.554, de Herschler; la patente US nº 3.771.602 de Herschler y la patente US nº 3.711.606, de Herschler, y las azonas (alquilo-azacicloalquil-2-onas n-sustituidos), tales como las que se dan a conocer en la patente US nº 4.557.943, de Cooper. En el documento PCT/US96/12244 del Massachusetts Institute Technology, unos experimentos pasivos con dilaurato de polietilenglicol 200 (PEG), isopropilmiristaro (IM), y triolato de glicerol (GT) han resultado en valores de mejora del flujo de corticosterona de solamente 2, 5 y 0,8 en respecto al flujo pasivo del PBS solo. Sin embargo, el etanol al 50% y el LA/etanol incrementan significativamente los flujos pasivos de la corticosterona por factores de 46 y de 900.

Algunos sistemas de mejora químicos pueden presentar efectos secundarios negativos, tales como toxicidad e irritaciones cutáneas. La patente US nº 4.855.298 da a conocer composiciones para la reducción de las irritaciones cutáneas provocadas por composiciones que contienen mejoradores químicos con propiedades de irritación cutánea, con una cantidad de glicerina suficiente para proporcionar un efecto antiirritante. La presente invención permite someter a ensayo los efectos de un gran número de mejoradores sobre el transporte a través de una barrera de tejido, tal como el transporte transdérmico, de un compuesto, de un producto farmacéutico, o de otro componente.

5.2.3.2 Mejoradores mecánicos para la administración transdérmica

Por conveniencia, los mejoradores mecánicos se definen de manera que se incluye prácticamente cualquier mejorador externo, tal como ultrasonidos, presión mecánica u osmótica, campos eléctricos (electroporación o iontoforesis) o campos magnéticos.

Se ha informado con frecuencia de la utilización de ultrasonidos (típicamente en el intervalo de entre 20 KHz y 10 MHz de frecuencia) para la mejora de la administración transdérmica. Los ultrasonidos se han aplicado solos y en combinación con otros mejoradores químicos y/o mecánicos. Por ejemplo, tal como se informa en la patente PCT/US96/12244, del Massachusetts Institute of Technology, la utilización conjunta de terapia de ultrasonidos (1 MHz, 1,4 W/cm^{2}) y de mejoradores químicos produce flujos de corticosterona a partir de PBS, PEG, IM y GT superiores a los flujos pasivos obtenidos con los mismos mejoradores químicos en factores de entre 1,3 y 5,0. La combinación de ultrasonidos y etanol al 50% produce un incremento del transporte de corticosterona de 2 veces con respecto al caso pasivo, aunque un incremento del transporte de 14 veces a partir de LA/etanol, proporcionando un flujo de 0,16 mg/cm^{2}/hora, 13.000 veces superior que el obtenido a partir de PBS solo.

También se pueden utilizar gradientes de presión para la mejora del movimiento de los líquidos a través de la piel. La presión puede aplicarse mediante un dispositivo de vacío o de presión positiva. Por otra parte, se puede utilizar la presión osmótica para llevar a cabo el transporte transdérmico.

De manera similar, se ha podido apreciar que la aplicación de una corriente eléctrica mejora el transporte transdérmico de fármacos y la extracción de analitos de la sangre. Dicha corriente eléctrica mejora el transporte mediante mecanismos diferentes. Por ejemplo, en primer lugar, la aplicación de un campo eléctrico proporciona una fuerza motriz para el transporte de moléculas cargadas a través de la piel, y en segundo lugar, el movimiento iónico provocado por la aplicación de campos eléctricos puede inducir flujos convectivos a través de la piel, lo que se denomina electroósmosis. Se cree que este mecanismo desempeña un papel dominante en el transporte transdérmico de moléculas neutras durante la iontoforesis. La iontoforesis implica la aplicación de una corriente eléctrica, preferentemente de CC, o de CA, a una densidad de corriente superior a cero y de hasta aproximadamente 1 mA/cm^{2}. En el artículo de Tamada et al., Proceed. Intern. Symp. Control. Rel. Bioact. Mater. 22:129-130, 1995, se dan a conocer mejoras de la permeabilidad cutánea obtenidas mediante la utilización de corrientes eléctricas para conseguir la extracción transdérmica de la glucosa.

Puede utilizarse la aplicación de campos magnéticos en piel tratada previamente o en combinación con otros mejoradores de la permeación para transportar magnéticamente especies activas a través de la piel. Por ejemplo, podrían transportarse a través de la piel microesferas de polímero cargadas con partículas magnéticas.

5.2.4 Adhesivos

Algunos dispositivos para la administración de un componente activo o de fármacos a través de un barrera de tejido, y particularmente dispositivos de administración transdérmica, tales como los parches transdérmicos, típicamente incluyen un adhesivo. Con frecuencia el adhesivo forma la matriz en la que el componente activo o el fármaco se disuelve o se dispersa y, por supuesto, está destinado a mantener el dispositivo en contacto estrecho con el tejido, tal como la piel. La compatibilidad del componente activo o del fármaco con el adhesivo resulta influenciada por su solubilidad en dicho adhesivo. Cualquier condición de sobresaturación producida durante el almacenamiento o durante la utilización resulta generalmente muy estable frente la precipitación del componente activo o del fármaco en la matriz del adhesivo. Resulta deseable que el adhesivo presente una solubilidad elevada para incrementar la fuerza motriz para la permeación a través del tejido y para mejorar la estabilidad del dispositivo.

Se utilizan diversas clases de adhesivos, cada uno de los cuales contiene muchas posibles formas de adhesivos. Entre estas clases se incluyen adhesivos polisobutilenos, de silicona, y acrílicos. Los adhesivos acrílicos se encuentran disponibles en muchas formas derivatizadas. De esta manera, con frecuencia resulta un problema muy difícil la selección del mejor adhesivo para su utilización con cualquier fármaco y mejorador particulares. Típicamente, todos los ingredientes que deben encontrarse en el dispositivo se disuelven en un solvente y se utilizan para moldear o para recubrir un material de soporte de plástico. La evaporación del solvente deja una película adhesiva que contiene el fármaco. La presente invención permite un ensayo rápido y eficiente de los efectos de diversos tipos y cantidades de adhesivos en una composición o formulación de muestra.

5.2.5 Solventes

Los solventes para el componente activo, el portador, o el adhesivo se seleccionan a partir de su biocompatibilidad, así como de la solubilidad del material que debe disolverse, y en los casos en los que resulte apropiado, a partir de la interacción con el componente activo o agente diana de administración. Por ejemplo, la facilidad con la que el componente activo o el agente se disuelven en el solvente y la ausencia de efectos perjudiciales del solvente sobre el componente activo o sobre el agente diana de administración, son factores a considerar durante la selección del solvente. Se pueden utilizar solventes acuosos para preparar matrices formadas por polímeros solubles en agua. Típicamente, para la disolución de polímeros hidrofóbicos y algunos polímeros hidrofílicos, se utilizan solventes orgánicos. Entre los solventes orgánicos preferentes se encuentran los solventes volátiles o los que presentan un punto de ebullición relativamente bajo o los que pueden eliminarse bajo vacío y los que resultan aceptables para la administración a seres humanos en cantidades traza, tales como el cloruro de metileno. También pueden utilizarse otros solventes, tales como acetato, etanol, metanol, dimetilformamida (DMF), acetona, acetonitrilo, tetrahidrofurano (THF), ácido acético, dimetilsulfóxido (DMSO) y cloroformo, y combinaciones de los mismos. Preferentemente se consideran solventes aquellos clasificados como solventes residuales de clase 3 por la Food and Drug Administration, según se publica en el Federal Register, vol. 62, número 85, páginas 24301-24309 (mayo de 1997). Los solventes para fármacos típicamente son agua destilada, solución salina tamponada, lactato de Ringer o algunos otros portadores farmacéuticamente aceptables.

5.3 Preparación de muestras y procedimientos de cribado

Los procedimientos de cribado de alto rendimiento de la presente invención identifican, por ejemplo: 1) composiciones o formulaciones óptimas que comprenden uno o más componentes activos y uno o más componentes inactivos para conseguir características deseadas en dichas composiciones o formulaciones, 2) composiciones de adhesivos/mejoradores/excipientes óptimas para la compatibilidad con un componente activo o fármaco, 3) composiciones de componente activo o fármaco/adhesivos/mejorador/aditivo óptimas para un flujo de fármaco máximo a través del estrato córneo, y 4) composiciones de componente activo o fármaco/adhesivo/mejorador/aditivo para minimizar la citoxicidad.

Los requisitos básicos para la preparación de muestras, el procesamiento, y el cribado son un mecanismo de distribución y un mecanismo de ensayo, o de cribado. El mecanismo de distribución añade componentes en sitios diferentes de una placa matriz, tal como en pocillos de muestra. Preferentemente, el mecanismo de distribución se automatiza y se controla mediante software informático y puede modificar por lo menos una variable de adición, por ejemplo la identidad del componente o componentes y/o la concentración del componente, más preferentemente dos o más variables. Por ejemplo, el rellenado o la adición de una muestra, tal como un producto farmacéutico y excipientes (por ejemplo, mejoradores y adhesivos) en un pocillo de muestra, implica la utilización de tecnologías y robótica para la manipulación de materiales bien conocidas por los expertos en la materia de los procedimientos de fabricación farmacéutica. Por supuesto, si se desea, se pueden introducir componentes individuales manualmente en el pocillo apropiado de la matriz. Esta técnica de coger y colocar también es conocida por los expertos en la materia. Preferentemente se utiliza un mecanismo de ensayo para someter a ensayo una o más propiedades de cada muestra, tales como la concentración del fármaco como una función del tiempo. Preferentemente, el mecanismo de ensayo se automatiza y se ejecuta por ordenador.

En una forma de realización, el sistema comprende además un mecanismo de procesamiento para procesar las muestras tras añadir los componentes. Por ejemplo, tras añadir un componente al pocillo de muestra, aunque antes de ensamblar el dispositivo, y particularmente antes de colocar el espécimen de tejido sobre el pocillo de muestra, las muestras pueden procesarse mediante mezcla, molido, filtración, centrifugación, emulsión, o eliminación de los solventes (por ejemplo, mediante liofilización), y mediante reconstitución, etc., utilizando procedimientos y dispositivos bien conocidos de la técnica. Preferentemente, las muestras se procesan automáticamente y concurrentemente.

Tal como se ha indicado supra, un procedimiento preferente de utilización del dispositivo para la transferencia a través de una barrera de tejido de la figura 1 implica la determinación, directa o indirectamente, de la presencia, la ausencia o la concentración de los componentes (por ejemplo los productos farmacéuticos) que se difunden a través del tejido (120) hasta los depósitos (132) de la matriz. Dichas mediciones pueden llevarse a cabo mediante una diversidad de medios conocidos por los expertos en la materia. Por ejemplo, puede utilizarse cualquier técnica espectroscópica conocida para determinar la presencia, ausencia o concentración de un componente en común. Entre las técnicas adecuadas para medición se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, espectroscopía, espectroscopía de infrarrojos, espectroscopía del infrarrrojo cercano, espectroscopía de Raman, RMN, difracción por rayos X, difracción de neutrones, difracción de rayos X de polvos, marcaje radioactivo y radioactividad.

En una forma de realización ejemplar, y no de manera limitativa, la permeabilidad pasiva de componentes activos (por ejemplo un fármaco) a través de piel humana puede medirse utilizando cantidades traza de componente activo o fármaco marcado radioactivamente. De acuerdo con los procedimientos conocidos, los compuestos o fármacos marcados radioactivamente se someten a evaporación por rotación con el fin de eliminar cualquier solvente en el se transportan y cualquier resto de tritio producido por el intercambio con los marcajes. A continuación, los compuestos o los fármacos marcados radioactivamente se disuelven nuevamente en diversas formulaciones de composiciones, entre los que se incluyen mejoradores, portadores, aditivos, adhesivos, y/o excipientes, tal como se describen infra, a una concentración típica de 1 \muChi/ml, y se añaden a los pocillos de muestra, tales como los pocillos de muestra (116) de la matriz (112) de la figura 1. A continuación, se llevan a cabo experimentos de permeación pasiva. Los compartimientos de depósito, tales como los depósitos (132) de la figura 1, preferentemente contienen, por ejemplo, solución salina tamponada de fosfato de pH 7,4 (PBS, concentración de fosfato = 0,01 M, concentración de NaCl = 0,137 M) (Sigma Chemical Co.). Pueden utilizar otras soluciones receptoras y son conocidos por los expertos en la materia. Las concentraciones de componente o fármaco marcado radioactivamente en los compartimientos de muestra y de depósito se miden utilizando un contador de centelleo (por ejemplo, el modelo 2000 CA, de Packard Instruments). Pueden utilizarse formulaciones duplicadas en algunas de las muestras y/o pueden llevarse a cabo repeticiones de experimentos para optimizar la fiabilidad de las mediciones.

Los valores de permeabilidad pueden calcularse bajo condiciones de equilibrio dinámico a partir de la relación P=(dN_{r}/dt)/(AC_{d}), en la que A representa el área superficial accesible a una muestra, C_{d} representa la concentración de componente o fármaco en la muestra, y N_{r} representa la cantidad acumulada de componente o de fármaco que ha penetrado en el depósito receptor. Se da a conocer una variabilidad de la permeabilidad de la piel humana entre sujetos del 40% en Williams, et al., Int. J. Pharm. 86:69-77, (1992). Las mejoras de permeabilidad pasiva, E_{p}, se calculan respecto a la permeabilidad pasiva desde PBS de acuerdo con la ecuación (1) siguiente:

(1)E_{p} = \frac{P(mejorador)}{P(PBS)}

en la que P(mejorador) es la permeabilidad de fármaco de un mejorador dado, y P(PBS) es la permeabilidad de fármaco de PBS. Los flujos de las soluciones saturadas, J^{sat}, se calculan según la ecuación J^{sat} = PC^{sat}, en la que C^{sat} representa la solubilidad del fármaco en la formulación. Las mejoras de flujo, E_{j}, se calculan de acuerdo con la ecuación (2) siguiente:

(2)E_{j} = \frac{J^{sat}(mejorador)}{J^{sat}(PBS)}

en la que J^{sat} (mejorador) y J^{sat} (PBS) son, respectivamente, los flujos de fármaco desde soluciones saturadas de mejorador y de PBS.

5.4 Corrección o reparación de microdefectos en muestras de tejido cutáneo

La presente invención incluye un procedimiento para la reparación y/o corrección de defectos microscópicos en especímenes de tejido, tales como la piel. Por ejemplo, los dispositivos o una célula de difusión utilizados para el estudio de la administración transdérmica de componentes activos (por ejemplo, productos farmacéuticos o fármacos) requieren muestras de piel que se encuentren libres de defectos que pudieran actuar como rutas de transporte difusivo rápido. Estos defectos pueden ser de diversos tipos, con tamaños variables comprendidos en el intervalo de entre milímetros y decenas de micrómetros. Los desgarros físicos y los folículos capilares son sólo dos tipos de defectos que pueden comprometer la interpretación de los datos de transporte o de difusión. Los segmentos de tejido no homogéneos, es decir, los segmentos con una cantidad de defectos anormal, conducen a mediciones de difusión imprecisas y engañosas, particularmente cuando se utilizan muestras de tejido relativamente pequeñas, tal como en la presente invención. Se puede conseguir una identificación rápida de los puntos defectuosos de la superficie de una muestra de tejido dada mediante procesamiento de imágenes, preferentemente mediante la microinspección de alta velocidad de cada segmento de tejido utilizando microscopía de vídeo o fotomicrografía.

Según una forma de realización preferida de la invención, pueden descartarse los datos de difusión referentes a segmentos de tejido no homogéneos para evitar las medidas imprecisas. Por otra parte, si se caracteriza o se cuantifica el efecto de los defectos en un segmento de tejido, las medidas de difusión correspondiente pueden ajustarse matemáticamente para tener en cuenta los defectos.

En otra forma de realización de la invención, los defectos de un espécimen de tejido se reparan transfiriendo los puntos defectuosos a una impresora de inyección de tinta que se encuentra preparada para imprimir cera para cubrir dichos puntos. El patrón de impresión está diseñado con el fin de cubrir el área defectuoso en su integridad con algún posible solapamiento en las regiones libres de defecto. Los cabezales de impresión de cera imprimen cera líquida que se solidifica en el momento del impacto con el tejido. La cera sólida es resistente al agua y actúa como un sellado garantizando que la región reparada no contribuye al flujo de difusión durante ensayos posteriores. La colocación de las gotas preferentemente permite que el solapamiento resulte suficiente para producir un sellado.

5.5 Formas de realización alternativas para muestras de origen sólido (figuras 2A a 2D)

Las figuras 2A a 2D son diagramas esquemáticos de una dispositivo de alto rendimiento alternativo (200) y de un procedimiento de medición de la transferencia a través de una barrera de tejido utilizando una muestra de origen sólido. El dispositivo (200) es similar al dispositivo (100) de la figura 1, excepto en que el dispositivo (200) ha sido diseñado para el ensayo de muestras de origen sólido, tales como composiciones que contienen un semisólido, tal como un adhesivo, un parche transdérmico relativamente plano, o una muestra en forma de película. La placa de sustrato (214) es una placa densa, tal como una placa de plástico o de vidrio, que sostiene una matriz (212) de muestras (216). Cada muestra contiene una combinación de compuestos, incluyendo un componente activo (por ejemplo, un producto farmacéutico) y por lo menos un componente inactivo. Se han comentado anteriormente ejemplos de componentes adecuados, con referencia a la figura 1.

Una primera etapa del procedimiento implica la creación de una matriz (212) de diferentes regiones de composición (es decir, muestras 216) sobre sustrato denso (214). La matriz puede producirse de cualquier manera, pero un procedimiento simple consiste en utilizar equipos de dispensación combinatorial para preparar soluciones de todos los constituyentes en un solvente apropiado. Anteriormente se han descrito equipos de dispensación y procedimientos de formulación de soluciones o de composiciones adecuados y se dan a conocer en la solicitud de patente US nº de serie 09/540.462.

En una forma de realización preferida, las soluciones formuladas se encuentran contenidas en los pocillos de una placa de microtitulación similar a la placa de sustrato (114) (de la figura 1), que incluye una matriz de muestras (112) de pocillos de muestra (116) y una placa densa inferior separable (214) en lugar de la base (118). A continuación, se evapora el solvente y se permite que cada una de las muestras en los pocillos se seque para dar lugar a una película en el fondo. Este procedimiento de evaporación simula el procedimiento de fabricación utilizado para producir diversos dispositivos de transferencia a través de un tejido, tales como los parches transdérmicos. A continuación, puede quitarse la placa superior para proporcionar la matriz que se muestra en la figura 2A. Las muestras (216) pueden presentar cualquier forma, y preferentemente, son generalmente redondos, tal como se muestra en la figura 2A.

Debe indicarse que las placas de este formato pueden utilizarse para evaluar la estabilidad de las composiciones o de las formulaciones, tales como las soluciones de fármaco/adhesivo/mejorador, hacia la precipitación del componente activo, tal como un producto farmacéutico o un fármaco. El examen óptico de cada una de las películas revela si se ha producido la precipitación, debido a que los precipitados pueden provocar un incremento de dispersión de la luz cuando se ilumina la muestra. Pueden utilizarse medios alternativos cuando la película es de por sí suficientemente opaca para impedir el procedimiento de dispersión. Uno de dichos procedimientos consiste en la generación de un segundo armónico (SHG), que detecta fácilmente la presencia de cristales en la película. También resulta posible utilizar la difracción de rayos X de microenfoque para detectar la presencia de cristales.

Con referencia a la figura 2B, la etapa siguiente del presente procedimiento consiste en preparar un espécimen de tejido (220) a utilizar en el estudio. Puede prepararse u obtenerse convencionalmente un espécimen (220), tal como un espécimen del estrato córneo, de la manera descrita anteriormente. Sin embargo, resulta más conveniente que el espécimen de muestra (220) sea suficientemente grande para poder cubrir una placa de microtitulación de 96 pocillos. De esta manera, se prepara una muestra de tejido separada para cada placa (214) del estudio. A continuación, el tejido se coloca en la placa (214) de manera que cubra cada una de las regiones de muestra, tal como se muestra en la figura 2B. Se procura que no se produzcan bolsas de aire por debajo del tejido (220). Un enfoque consiste en extender el tejido (220) sobre la placa (214) comenzando desde un extremo, y después extender el tejido cuidadosamente por la superficie de la placa. El aire resulta expulsado por delante de la línea de contacto entre tejido y placa.

Con referencia a la figura 2C, en una forma de realización de la presente invención, la región de tejido (220) que se encuentra sobre cada región de muestra, a continuación puede seccionarse físicamente o aislarse en segmentos (224) de regiones contiguas para garantizar que no se produce la difusión lateral entre dos muestras contiguas. Tal como se ha descrito anteriormente, esto puede llevarse a cabo de cualquier manera, tal como el trazado o el corte mecánico, el corte por láser o la embutición a lo largo de los cortes (222).

A continuación, pueden obtenerse imágenes y caracterizarse mediante microscopía de vídeo cada uno de los segmentos de tejido (224) en cada placa (214). Se pueden utilizar técnicas de procesamiento automático de imágenes para identificar y registrar aquellos segmentos de tejido que se encuentren dañados o que de otra manera, resultan no homogéneos. Tal como se ha descrito anteriormente, los segmentos de tejido dañados o no homogéneos (224) se pueden sustituir, reparar o ignorar. Por otra parte, los datos correspondientes a los segmentos dañados o no homogéneos (224) pueden ajustarse para tener en cuenta los defectos. Opcionalmente, el tejido (220) puede someterse a procesamiento de imágenes y se puede sustituir o reparar antes de que se seccione. En todavía otro procedimiento alternativo, el tejido (220) se secciona y/o se somete a procesamiento de imágenes antes de colocar los segmentos de tejido (224) sobre las muestras (216).

Con referencia a la figura 2D, una etapa siguiente en el presente procedimiento consiste en colocar una placa de depósitos (230), similar a la placa de depósitos (130) de la figura 1, o una placa de microtitulación de fondo abierto, sobre los segmentos de tejido (224), tal como se muestra. La placa de depósitos (230) incluye varios depósitos huecos (232). Cuando la placa (230) se fija en su lugar, cada depósito (232) se alinea con una muestra y el tejido de manera que un segmento de tejido (224) separa cada muestra del depósito (232). La placa de depósitos (230) se fija a la placa de sustrato (214) utilizando abrazaderas, tornillos, fijaciones o cualquier otro medio de unión adecuado. Las placas (230) y (214) preferentemente se fijan entre sí con suficiente presión para producir un sellado hermético a los líquidos alrededor de los depósitos (232). Cada depósito se rellena con un medio de depósito, preferentemente un líquido o una solución, para recibir compuestos de muestra que se difundan a través de los segmentos de tejido (224) hasta llegar a los depósitos (232). En una forma de realización, el medio de depósito es una solución de BSA aproximadamente al 2% en PBS.

Se utiliza la incubación del dispositivo (200) con muestreo periódico y preparación de la solución para depósito (232) automáticos con el fin de determinar la permeabilidad del componente activo para todas las muestras del estudio combinatorial.

Aunque las formas de realización de la invención descritas en la presente memoria se refieren al movimiento de compuestos a través de un tejido, los sistemas y los procedimientos de la presente invención son adecuados para el estudio del movimiento de compuestos a través de cualquier membrana u otra barrera.

5.6 Formas de realización alternativas que utilizan medición indirecta (figura 3)

En la figura 3, otra forma de realización de la invención, el dispositivo (300) se refiere a un procedimiento de cribado de alto rendimiento del flujo de componente activo a través de un espécimen de tejido, tal como el estrato córneo, reconociendo que dicho flujo se determina, por lo menos en parte, como la permeabilidad del componente activo (tal como un producto farmacéutico o un fármaco) dentro del tejido en presencia de un mejorador. La permeabilidad se encuentra controlada por como mínimo dos factores: la solubilidad del componente activo en el tejido (tal como el estrato córneo) y la difusividad del componente activo en el espécimen de tejido. Estos dos factores, solubilidad y difusividad, se miden independientemente como procedimiento para evaluar indirectamente el flujo a través del espécimen de tejido.

Con referencia a la figura 3, se construye una matriz (312) de pocillos (316) que contienen muestras (por ejemplo, soluciones 338) de diferentes composiciones de componentes activos y componentes inactivos (por ejemplo, producto farmacéutico/adhesivo/mejorador/aditivo). Se añaden a cada pocillo cantidades conocidas de segmentos de tejido (340), por ejemplo, de estrato córneo. Alternativamente, se coloca un segmento de tejido sobre o por encima de cada pocillo (316) (de manera similar a la disposición representada en las figuras 1, 2C y 2D) de manera que cada segmento se encuentre en contacto con una solución de muestra (338). La velocidad a la que un componente (por ejemplo, un fármaco, o un producto farmacéutico) resulta absorbido por la muestra de tejido se puede medir mediante la extracción del tejido (340) de pocillos (316) preparados de manera similar en tiempos diferentes y midiendo la presencia, ausencia, o concentración del componente. La medición de la concentración tras períodos suficientemente largos para que la cantidad disuelta no cambie con el tiempo, permite determinar la solubilidad, o la concentración de equilibrio del compuesto dentro del tejido (340). El producto de la velocidad y de la solubilidad es proporcional a la permeabilidad del componente.

5.7 Dispositivos alternativos para la transferencia a través de una barrera de tejido (figuras 4A a 4C)

Con referencia a la figura 4A, una forma de realización alternativa del dispositivo de la figura 1 es la célula de difusión (400). La célula de difusión (400) incluye una placa receptora (410), una placa donadora (430), y un espécimen de tejido (420) dispuesto entre la placa receptora (410) y la placa donadora (430). La placa receptora (410) incluye un pocillo receptor (412) para contener medio de depósito, tal como se ha descrito anteriormente con respecto a la figura 1. Se representa el pocillo receptor (410) con forma cilíndrica con un extremo abierto, sin embargo, puede presentar una forma rectangular, hexagonal, esférica, elíptica, o cualquier otra forma. La placa receptora (410) incluye por lo menos una abertura de acceso (416) a lo largo de un borde del pocillo receptor (412) que se encuentra en comunicación de fluidos con el pocillo receptor (412). La placa receptora (410) también incluye preferentemente un elemento superficial (414) configurado para fijarse con la placa donadora (430) y formar un sellado hermético con el espécimen de tejido (420).

En una forma de realización preferida, el espécimen de tejido (420) es tejido cutáneo, pero puede tratarse de cualquier tejido o membrana, tal como se ha descrito anteriormente con referencia al espécimen de tejido (120) de la figura 1. Se corta el espécimen de tejido (420), se le da forma o de otra manera se dimensiona para recubrir el pocillo receptor (412) y el elemento superficial (414). Se coloca el espécimen de tejido (420) de manera que preferentemente no cubra completamente la abertura de acceso (416).

Con referencia a la figura 4C, la placa donadora (430) incluye un depósito donador o pocillo (432) que presenta extremos abiertos y se alinea con el pocillo receptor (412) cuando la placa donadora (430) se coloca sobre el espécimen de tejido (420). También un canal (436) pasa a través de la placa donadora (430) y es aproximadamente contigua al pocillo donador (432), aunque no se encuentra en comunicación con el mismo. El canal (436) se configura para alinearse con el puerto de acceso (416) para proporcionar acceso al medio de depósito en el pocillo receptor (412) sin retirar la placa donadora (430).

Nuevamente con referencia a la figura 4A, la placa donadora (430) también incluye preferentemente un elemento superficial (434) que se configura y se dimensiona para encajar correspondientemente con el elemento superficial (414) de la placa receptora (410) y para formar un sello con el espécimen de tejido (420) alrededor del perímetro del pocillo receptor (412) y del pocillo donador (432). Por ejemplo, en una forma de realización, el elemento superficial (414) es un anillo convexo que se extiende desde la placa receptora (410) de la superficie alrededor del perímetro abierto del pocillo receptor (412); y el elemento superficial (434) es un anillo cóncavo formado en la placa donadora (430) configurada para encajar correspondientemente con el elemento superficial (414).

En otra forma de realización de la presente invención, se unen o se forman conjuntamente una serie de células de difusión (400) para crear una matriz de células de difusión similares a la matriz (112) de la figura 1.

Las utilizaciones ejemplares del dispositivo de las figuras 4A a 4C son iguales a las indicadas anteriormente con referencia a la figura 1, excepto en que el puerto de acceso (416) y el canal (436) permiten la adición o la eliminación del medio de depósito del pocillo receptor (412) sin retirar la placa donadora (430) o el tejido (420). Preferentemente, el medio de depósito utilizado en la célula de difusión (400) es un líquido o una solución. En un procedimiento alternativo de utilización de la célula de difusión (400), la colocación del medio de depósito y la muestra podría invertirse, tal como se muestra en la figura 1; por ejemplo, el medio de depósito podría colocarse sobre el espécimen de tejido (420) en el pocillo donador (432) y la muestra podría contenerse en el pocillo receptor (412). En dicha forma de realización, la muestra puede añadirse o puede extraerse a través del canal (436) y abertura de acceso (416).

5.8 Procedimiento para el llenado o la adición de muestras (figuras 5A y 5B)

Las figuras 5A y 5B muestran un diagrama esquemático de un dispositivo (500) para la utilización en la adición o el llenado de una muestra (530) en un pocillo de muestras (522) en una matriz de muestras, tal como la matriz de muestras (112) representada en la figura 1, en la que se evita la producción de bolsas de aire o de burbujas entre la muestra (530) y el tejido (524). En la matriz de muestras, el tejido (524) se coloca entre un pocillo de muestra (522), que se coloca en una placa de sustrato, tal como la placa de sustrato (114) representada en la figura 1, y un depósito (526), que se coloca en una placa de depósitos, tal como la placa de depósitos (130) representada en la figura 1. En el procedimiento de rellenado de la presente invención, una cánula de alimentación (510), que presenta una fuente de alimentación de muestras (514) y un espacio para la evacuación del aire (512), perfora una membrana base (520) que cubre un lado del pocillo de muestra (522) a rellenar con la muestra (530).

A continuación, la fuente de alimentación de muestras (514) se extiende hacia el interior del pocillo de muestra (522) hasta que entra en contacto con el tejido (524). A continuación, se alimenta la muestra (530) a través de la fuente de alimentación de muestras (514), y a medida que la muestra (530) comienza a llenar el pocillo de muestra (522), se fuerza la expulsión del aire del pocillo de muestra (522) a través del espacio para evacuación de aire (512) en la cánula de alimentación (510). Cuando se ha llenado el pocillo de muestra (522) con la cantidad de muestra (530) deseada, la fuente de alimentación de muestras (514) y la cánula de alimentación (510) se retiran completamente de la membrana base (520) y del pocillo de muestra (522).

En una forma de realización preferida del procedimiento de rellenado de la presente invención, mientras se alimenta la muestra (530) al pocillo de muestra (522), la fuente de alimentación de muestras (514) se retrae a una velocidad que se sincroniza con la velocidad de rellenado de la muestra (530) en el pocillo de muestra (522) de manera que en todo momento durante el procedimiento de rellenado, la salida de la fuente de alimentación de muestras (514) se encuentre dentro de la muestra extrusionada (530) en el pocillo de muestra (522). Cuando se ha llenado el pocillo de muestra (522) con la cantidad de muestra (530) deseada, tanto la fuente de alimentación de muestras (514) como la cánula de alimentación (510) se retiran completamente de la membrana base (520) y del pocillo de muestra (522).

En una forma de realización preferida, la membrana base (520) es una membrana de caucho.

El procedimiento de rellenado de la presente invención puede llevarse a cabo manualmente o utilizando medios de alimentación automática, en los que los pocillos de muestra en una matriz de muestras se rellenan utilizando dispositivos de administración automática capaces de alimentar las mismas muestras o muestras diferentes a pocillos para múltiples muestras en una o más matrices de muestras de una manera rápida, precisa y controlada.

La muestra (530) administrada según el procedimiento de rellenado de la presente invención preferentemente es una muestra de origen líquido.

5.9 Formas de realización alternativas para muestras de origen sólido (figuras 6 a 8)

La figura 6 muestra una vista detallada, diagrama esquemático de una forma de realización preferida de un dispositivo de alto rendimiento (600) para la medición del transporte a través de una barrera de tejido en una matriz de muestras de origen sólido (630) de acuerdo con la presente invención. El dispositivo (600) comprende una placa base (610) que sostiene una placa separadora (620), una matriz de muestras de origen sólido (630), un espécimen de tejido (640), una placa de depósitos (650) que presenta una matriz de compuestos donadores (654), y un medio de fijación, tal como tornillos de sujeción (660) con roscas (662).

Preferentemente, la placa base (610) se realiza en aluminio, y la placa separadora (620) y la placa de depósitos (650) se realizan en plástico transparente o policarbonato.

La placa base (610) presenta orificios para tornillo (612), taladrados para que coincidan con la roscas (662) de los tornillos de sujeción (660), de manera que, cuando los tornillos (660) se introducen en los orificios (612) del dispositivo y se aprietan, el dispositivo queda unido en una pieza. Cuando el dispositivo queda unido en una pieza, se forma un sello entre la placa de depósitos (650) y el espécimen de tejido (640). Alrededor de los bordes de la placa base (610) pueden formarse cualquier número de orificios para tornillo (612), aunque preferentemente el número de orificios para tornillo (612) es de por lo menos 4, y más preferentemente de entre 4 y 8. En una forma de realización preferida, la placa base (610) comprende adicionalmente una matriz de marcas de guía (614), que pueden encontrarse en cualquier forma matricial, tal como 2x2, 4x4, 6x6, y 8x12, que se utilizan para ayudar a alinear diversos componentes del dispositivo (600) durante el ensamblaje.

Se taladran los orificios para tornillo (622) y los orificios para tornillo (652) de la placa separadora (620) y de la placa de depósitos (650), respectivamente, para permitir que el cuello y las roscas (662) de los tornillos de fijación (660) se introduzcan fácilmente en los orificios, pero no la cabeza del tornillo de fijación (660) (tal como se muestra para los tornillos de fijación (760) y (860) de las figuras 7 y 8, respectivamente). Alrededor de los bordes de la placa separadora (620) y de la placa de depósitos (650) pueden formarse cualquier número de orificios para tornillo (622) y (652), aunque preferentemente el número de orificios para tornillo (622) y (652) es de por lo menos 4, y más preferentemente de entre 4 y 8. En una forma de realización preferida, existe por lo menos un orificio para tornillo en cada esquina tanto de la placa separadora (620) como de la placa de depósitos (650).

En una forma de realización alternativa, el dispositivo (600) comprende adicionalmente una placa superior colocada sobre la placa de depósitos (650), que está realizada en el mismo material que la placa base (610) (por ejemplo, aluminio) y es una estructura abierta que presenta orificios para tornillo que coinciden con los orificios para tornillo (652) en la placa de depósitos (650) o es una placa "sólida" que presenta los mismos orificios para tornillo y la misma matriz de depósitos que los orificios para tornillo (652) y los depósitos donadores (654) de la placa de depósitos (650).

El dispositivo (600) se ensambla colocando en primer lugar la placa separadora (620) en la parte superior de la placa base (610) y alineando los orificios para tornillo (622) de la placa separadora (620) con los orificios para tornillo (612) de la placa base (610). Se crea una matriz de muestras de origen sólido (630) sobre la placa separadora (620) siguiendo el mismo patrón que los depósitos donadores (654) siguen en la placa de depósitos (650), y se utilizan las marcas de guía (614) sobre la placa base (610) para asegurar que cada muestra (630) se coloca de manera que se encuentre alineada con un depósito donador (654) de la placa superior (650). El tamaño de las muestras (630) se corresponde con el tamaño de los depósitos donadores (654).

Cada muestra (630) incluye una combinación de componentes, incluyendo un componente activo (por ejemplo, un producto farmacéutico) y por lo menos un componente inactivo. Se han descrito ejemplos de componentes adecuados anteriormente, con referencia a la figura 1.

Se coloca una lámina de espécimen de tejido (640) sobre la matriz de muestras (630) de manera que se evita la formación de bolsas de aire entre el espécimen de tejido (640) y las muestras (630). A continuación, se coloca una placa de depósitos (650) que presenta una matriz de depósitos donadores (654) sobre la piel de manera que los orificios para tornillo (652) de la placa base (650) se alineen con los orificios para tornillo (622) correspondientes de la placa separadora (620).

El dispositivo ensamblado resultante (600) se une en una sola pieza deslizando los tornillo de fijación (660) con roscas (622) a través de los orificios para tornillo (652) alineados del dispositivo ensamblado (600), y cada tornillo de fijación (660) se aprieta de manera que se forma un sello entre la placa de depósitos (650) y el espécimen de tejido (640). Preferentemente, debería utilizarse un tornillo de fijación (660) en por lo menos cada una de las cuatro esquinas del dispositivo ensamblado (600).

Se añade un medio de depósito a los depósitos donadores (654) del dispositivo ensamblado (600), y en un momento apropiado o en diversos intervalos de tiempo, se retiran los especímenes de los depósitos donadores (654) y se utilizan para medir la transferencia o flujo de componentes, tales como componentes activos y componentes en común, en muestras (630) a través del espécimen de tejido (640). Si se extraen múltiples especímenes, después de retirar una cantidad de especímenes de los depósitos donadores (654), se añade la misma cantidad de medio de depósito al mismo depósito donador (654).

El tamaño de los depósitos donadores (654) es de entre aproximadamente 1 mm y aproximadamente 50 mm, más preferentemente de entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 10 mm, y más preferentemente de entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 7 mm.

La figura 7 muestra una vista comprimida, diagrama esquemático de un dispositivo de alto rendimiento (700) para la medición del transporte a través de una barrera de tejido en una matriz de muestras de origen sólido de acuerdo con la presente invención. El dispositivo (700) es similar al dispositivo (600), excepto en que la matriz de depósitos donadores (754) es una matriz 8x12 para un total de 96, en el que cada depósito no supera los 6 mm de diámetro. El dispositivo (700) comprende una placa base (710) que sujeta una placa separadora (720), una matriz de muestras de origen sólido (por ejemplo las muestras (630) mostradas en la figura 6), un espécimen de tejido (por ejemplo el espécimen de tejido (640) mostrado en la figura 6), una placa de depósitos (750) que presenta una matriz de depósitos donadores (754), y medios de fijación, tales como tornillos de fijación (760).

La figura 8 muestra una vista comprimida, diagrama esquemático de un dispositivo de alto rendimiento (800) para la medición del transporte a través de una barrera de tejido en una matriz de muestras de origen sólido según la presente invención. El dispositivo (800) es similar al dispositivo (600) y al dispositivo (700), excepto en que la matriz de depósitos donadores (854) es una matriz 16x24 para un total de 384 depósitos donadores (854), en el que cada depósito no supera los 3 mm de diámetro. El dispositivo (800) comprende una placa base (810) que sujeta una placa separadora (820), una matriz de muestras de origen sólido (por ejemplo las muestras (630) mostradas en la figura 6), un espécimen de tejido (por ejemplo el espécimen de tejido (640) mostrado en la figura 6), una placa de depósitos (850) que presenta una matriz de depósitos donadores (854), y medios de fijación, tales como tornillos de fijación (860). Las variaciones de los dispositivos de la figuras 7 y 8 son las mismas que las descritas en la figura 6, y otras variaciones y usos ejemplares de los dispositivos de las figuras 6 a 8 son los mismos que los descritos anteriormente con referencia a la figura 1, según corresponda.

6. Ejemplo

El ejemplo siguiente ilustra adicionalmente el procedimiento y las matrices de la presente invención. Debe entenderse que la presente invención no se encuentra limitada a los detalles específicos del ejemplo proporcionado a continuación.

Ejemplo 1

Permeación de la nicotina a través de piel de cadáver humano

Se preparó la epidermis cutánea de un cadáver humano separando en primer lugar la piel de la grasa subyacente y separando a continuación la epidermis mediante un tratamiento térmico a 60ºC durante 90 segundos utilizando técnicas estándares.

Se troquelaron parches transdérmicos de nicotina de etapa 1 (21 mg/24 horas) de la marca NICODERM CQ® (comercializados por GlaxoSmithKline, Research Triangle Park, NC, USA) en círculos de un diámetro de 5/16'', manteniendo las tiras de soporte y liberación en las muestras troqueladas resultantes hasta que se depositaron en el dispositivo de ensayo.

Se ensambló un dispositivo tal como el mostrado en la figura 6, en el que cada placa del dispositivo presentaba forma rectangular de dimensiones de 5,030 pulgadas (127,76 mm) por 3,365 pulgadas (85,48 mm). El dispositivo se ensambló colocando en primer lugar una placa separadora gruesa de policarbonato transparente (620) de 1/8'' (3,175 mm) sobre una placa base (610) de aluminio y se alinearon los orificios para tornillo (622) de la placa separadora con los orificios para tornillo (612) de la placa base. A continuación, se creó una matriz de muestras 4x4 sobre la placa separadora (620), tal como se describe en la Tabla 2 a continuación:

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TABLA 2 Matriz de ensayo 4x4

1

Se colocaron las muestras troqueladas sobre la placa separadora (620) en la matriz 4x4 de la Tabla 2 de una en una, y se seleccionó la posición de cada muestra de la matriz siguiendo las marcas de guía (614) de la placa base (610) para asegurar que cada muestra de la matriz se colocara de manera que se encontrara alineada con un depósito donador (654) de la placa de depósitos (650). Había 96 marcas de guía (614) de 0,020'' (0,508 mm) de profundidad en la placa base (610), dispuestos según una matriz de 12x8 situada a 11,24 mm de los bordes en los lados más largos de la placa base (610), y a 14,38 mm de los bordes en los lados más cortos. En el momento de la colocación, se retiró la tira de liberación de cada muestra para exponer el depósito/adhesivo de fármaco de la muestra.

En las muestras A4 y D1 de la matriz, el depósito de fármaco del parche de muestra se desprendió del soporte con la tira de liberación. Las posiciones B3, C1 y D3 de la matriz consistían de controles sin muestra con el fin de determinar el impacto potencial de la difusión lateral sobre la medición del transporte transdérmico con este disposi-
tivo.

Tras colocar todas las muestras en la matriz, se colocó lenta y cuidadosamente sobre las muestras el trozo de piel de cadáver humano desprendido por calor, cuyo tamaño era mayor que el de la matriz de muestras, para evitar que se produjese cualquier bolsa de aire entre la piel y las muestras. La piel se orientó con el estrato córneo contiguo a las muestras. A continuación, se colocó sobre la piel una placa de depósitos (650) de policarbonato transparente de 1/4'' (6,35 mm) de grosor que contenía una matriz 4x4 de depósitos donadores (654) de 1/4'' (6,35 mm) de diámetro, de manera que todos los orificios para tornillo (652) de la placa de depósitos (650) se encontraran alineados con sus correspondientes orificios para tornillo (622) de la placa separadora (620).

El dispositivo ensamblado (600) resultante se unió en una sola pieza deslizando un tornillo de fijación (660) con rosca (622) en los orificios para tornillo (652) alineados en cada una de las cuatro esquinas del dispositivo ensamblado, y apretando cada tornillo de fijación (660) para formar un sello entre la placa de depósitos (650) y la piel. Los orificios para tornillo (612) de la placa base (610) presentaban una rosca de entre 10 y 24 hilos, en el intervalo de entre 0,250'' (6,35 mm) y 0,188'' (4,775 mm), permitiendo que las roscas (662) de los tornillos (660) se agarraran a medida que se apretaban los tornillos, uniendo de esta manera el dispositivo en una sola pieza.

Se añadieron 75 \mul de solución salina tamponada con fosfato (PBS) de Dulbecco a cada depósito donador en la matriz como medio de depósito.

Tras 2 horas, se retiró una alícuota de ensayo de 50 \mul del medio de depósito de cada depósito donador (654), y en ese momento, se añadieron 50 \mul adicionales de PBS a cada depósito donador (654). Cada una de las alícuotas de 2 horas de ensayo se colocó en un vial de HPLC y se diluyó hasta 500 \mul añadiendo 450 \mul de fosfato potásico 50 nM (ajustado con ácido fosfórico de pH 3,0) y acetonitrilo en proporción 50:50 (v/v).

El procedimiento anterior se repitió a las 3 horas, a las 4 horas, y a las 5 horas, respectivamente. Al final de la etapa de muestreo del experimento, cada depósito donador (654) de la matriz resultó en cuatro (4) alícuotas de ensayo de 50 \mul que se diluyeron, tal como se ha indicado anteriormente, excepto en que la alícuota de ensayo obtenida a las 3 horas para el depósito donador B3 se diluyó hasta 950 \mul en lugar de hasta 500 \mul.

El contenido de nicotina de cada alícuota de ensayo se determinó mediante análisis de HPLC.

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Los componentes del sistema HPLC utilizados en el análisis de las alícuotas de ensayo consistían de un módulo Waters 2790 Separations, un detector de fotodiodos en serie Waters modelo 996, y el software para cromatografía Waters Millennium 32 v3.2 (Waters Corp., Milford, MA).

El análisis HPLC se llevó a cabo utilizando una columna C18 Platinum EPS (Alltech Associates, Muskegan, MI) de dimensiones 250 mm x 4,6 mm y tamaño de partícula de 5 \mum. La fase móvil consistía fosfato potásico 50 nM (ajustado con ácido fosfórico de pH 3,0):acetonitrilo 50:50 (v/v), a un caudal de 1,0 ml/minuto. La detección se llevó a cabo midiendo la absorbancia UV a una longitud de onda de 260 nm. El tiempo de ejecución fue de 4 minutos. El volumen de inyección era de 10 \mul. La columna se encontraba a temperatura ambiente.

La cuantificación del contenido de nicotina en cada alícuota de ensayo se llevó a cabo mediante la comparación con una curva de calibración generada a partir de una serie de estándares de nicotina (Sigma). Se pudo apreciar que la cantidad de nicotina se mantenía de forma lineal a lo largo de un intervalo de entre 1 \mul/ml y 100 \mul/ml. Se descartó mediante análisis directo la potencial interferencia cromatográfica en este mismo procedimiento de otros componentes (por ejemplo, grasas y proteínas) en la piel.

Los resultados del análisis HPLC se presentan en las Tablas 3 y 4, a continuación:

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TABLA 3 Concentración de nicotina en alícuotas de ensayo diluidos

2

TABLA 4 Concentración de nicotina en alícuotas de ensayo originales

3

La acumulación de nicotina en cada depósito donador se calculó de acuerdo con las ecuaciones (3) a (6) siguientes:

Ac_{2h} (\mug) = [C_{2}] x 0,075 ml: (3)

Ac_{3h} (\mug) = [C_{3}] x 0,075 ml + ([C_{2}] x 0,05 ml): (4)

Ac_{4h} (\mug) = [C_{4}] x 0,075 ml + (([C_{2}]+[C_{3}]) x 0,05 ml): (5)

Ac_{5h} (\mug) = [C_{5}] x 0,075 ml + (([C_{2}]+[C_{3}]+[C_{4}]) x 0,05 ml): (6)

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Los resultados de acumulación de nicotina para cada depósito donador en la matriz se presentan en las Tablas 6A y 6B, a continuación:

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TABLA 6A Acumulación de nicotina en los depósitos A1 a B4

4

TABLA 6B Acumulación de nicotina en los depósitos C1 a D4

5

Tal como se muestra en los resultados anteriores, el componente activo, la nicotina, se detectó en los depósitos donadores, y de esta manera, la nicotina había atravesado la barrera de la piel. Estos resultados también indican que el procedimiento de detección o de medición utilizado era suficientemente sensible para detectar la nicotina transportada. Por lo tanto, claramente se produjo movimiento transdérmico del componente activo, la nicotina, y la mayoría de las muestras demostraron velocidades de transporte similares.

Además, se detectaron cantidades de nicotina sustancialmente inferiores en los depósitos donadores que no se encontraban colocados sobre las muestras, demostrando que la difusión lateral de la nicotina a los "pocillos" contiguos era suficientemente más lenta que el movimiento transdérmico directo. De esta manera, este experimento demuestra claramente la capacidad de este dispositivo para medir el transporte de un componente a través de una barrera de tejido.

Claims

1. Dispositivo (100) para la medición de la transferencia de componentes a través de un tejido, que comprende:

un elemento inferior que comprende una placa de soporte (114);

una matriz de muestras (112) sostenida por la placa de soporte;

un espécimen de tejido (120) que recubre la matriz de muestras; y

un elemento superior que comprende una placa de depósitos (130) fijada a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos (132);

en el que el dispositivo se dispone de manera que la matriz de depósitos puede rellenarse con un medio de depósito cuando la placa de depósitos se fija al espécimen de tejido y el espécimen de tejido recubre la matriz de muestras.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que cada muestra de la matriz de muestras comprende un componente en común y por lo menos un componente adicional, en el que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

(i): la identidad de los componentes adicionales,

(ii): la proporción del componente en común con respecto al componente adicional, o

(iii): el estado físico del componente en común.

3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el que el componente en común es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un producto nutracéutico, o un medicamento alternativo.

4. Dispositivo según la reivindicación 2 ó 3, en el que el componente adicional es un adhesivo, un mejorador, un aditivo, un solvente, un excipiente, o una combinación de los mismos.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que el mejorador es un mejorador químico, un mejorador de permeación lipídica, un mejorador de solubilidad, o una combinación de mejoradores.

6. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que el adhesivo es un poliisobutileno, una silicona, o un adhesivo acrílico.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada muestra de la matriz de muestras es una muestra de origen sólido o una muestra de origen líquido.

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espécimen de tejido comprende tejido cutáneo.

9. Dispositivo según la reivindicación 8, en el que el tejido cutáneo comprende epidermis o estrato córneo.

10. Dispositivo según la reivindicación 8 ó 9, en el que el tejido cutáneo es tejido cutáneo humano, tejido cutáneo animal o tejido cutáneo artificial.

11. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espécimen de tejido se divide en una pluralidad de segmentos, en el que cada segmento recubre una muestra y se encuentra sellada entre la placa de soporte y una parte anular de la placa de depósitos que delimita un depósito para cada muestra.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, en el que el espécimen de tejido se divide en una pluralidad de segmentos mediante corte mecánico, trazado, corte por láser, ranurado o embutición.

13. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que cada depósito comprende un canal que se extiende a través de la placa de depósitos y se alinea sobre una muestra.

14. Dispositivo según la reivindicación 13, que comprende además un medio de depósito dentro de por lo menos uno de los depósitos.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, en el que el medio de depósito es un líquido o una solución.

16. Procedimiento para la medición de la transferencia a través de una barrera de tejido de una muestra, que comprende:

en primer lugar, la preparación de una matriz de muestras, en la que cada muestra comprende un componente activo y por lo menos un componente adicional, en el que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

la identidad del componente activo,

la identidad de los componentes adicionales,

la proporción entre el componente activo y el componente adicional, o

el estado físico del componente activo;

a continuación, recubrir la matriz de muestras con un espécimen de tejido;

a continuación, fijar una placa de depósitos a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;

a continuación, rellenar la matriz de depósitos con un medio de depósito; y

finalmente, medir una concentración de uno o más componentes de muestra de cada depósito para determinar la transferencia de dichos componentes de muestra de cada muestra a través del espécimen de tejido.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que el componente activo es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un producto nutracéutico, o un medicamento alternativo.

18. Procedimiento para la medición del flujo a través de una barrera de tejido de un componente, que comprende:

en primer lugar, preparar una matriz de muestras, en la que cada muestra comprende un componente en común y por lo menos un componente adicional, en el que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

la identidad del componente adicional,

la proporción entre el componente en común y el componente adicional, o

el estado físico del componente en común;

a continuación, recubrimiento de la matriz de muestras con un espécimen de tejido;

a continuación, fijar una placa de depósitos a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;

a continuación, rellenar la matriz de depósitos con un medio de depósito; y

finalmente, medir una concentración del componente en común en cada depósito como una función del tiempo para la determinación del flujo del componente en común de cada muestra a través del espécimen de tejido.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que el componente en común es un producto farmacéutico, un suplemento dietético, un producto nutracéutico, o un medicamento alternativo.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que cada muestra en la matriz de muestras es una muestra de origen sólido o una muestra de origen líquido.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, en el que el componente adicional es un excipiente, un solvente, un adhesivo, un mejorador, un aditivo, o una combinación de los mismos.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que el mejorador es un mejorador químico, un mejorador de permeación lipídica, un mejorador de solubilidad, o una combinación de mejoradores.

23. Procedimiento según la reivindicación 21 ó 22, en el que el adhesivo es un poliisobutileno, una silicona, o un adhesivo acrílico.

24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 23, que comprende además una etapa de división del espécimen de tejido en una pluralidad de segmentos, en el que cada segmento cubre una muestra.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, en el que la etapa de división comprende corte mecánico, corte por láser, trazado, ranurado o embutición.

26. Procedimiento según la reivindicación 24, que comprende además la etapa de obtención de imágenes de cada segmento para la detección de un segmento no homogéneo.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, que comprende además la etapa de corrección de un segmento no homogéneo.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, en el que la etapa de corrección comprende cualquiera de entre:

eliminar el segmento no homogéneo;

omitir la medición de concentración asociada al segmento no homogéneo;

ajustar las mediciones de concentración de corrección para el segmento no homogéneo;

o

reparar el segmento no homogéneo.

29. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 28, en el que la etapa de recubrimiento comprende además:

dividir el espécimen de tejido en una pluralidad de segmentos;

obtener imágenes de dichos segmentos para propiedades deseadas;

seleccionar un segmento que presente las propiedades deseadas; y

recubrir el primer segmento sobre la primera muestra.

30. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 29, en el que el espécimen de tejido es tejido cutáneo.

31. Procedimiento para la determinación de composiciones o formulaciones transdérmicas óptimas, que comprende:

la identidad de un componente activo,

la identidad de los componentes adicionales,

la proporción entre el componente activo y el componente adicional, o

el estado físico del componente activo;

a continuación, recubrimiento de la matriz de muestras con tejido cutáneo;

a continuación, fijación de una placa de depósitos a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos correspondiente a la matriz de muestras;

a continuación, rellenado de la matriz de depósitos con un medio de depósito; y

finalmente, medición de la concentración del componente activo de cada depósito como una función del tiempo para la determinación del flujo del componente activo de cada muestra en dicha matriz de muestras a través del tejido cutáneo para la determinación de una formulación transdérmica óptima.

32. Procedimiento para la determinación de composiciones o formulaciones transdérmicas óptimas, que comprende:

en primer lugar, la preparación de una matriz de muestras, comprendiendo cada muestra un componente en común y por lo menos un componente adicional, en la que cada muestra difiere de por lo menos otra muestra con respecto a por lo menos uno de entre:

la identidad de los componentes adicionales,

la proporción entre el componente en común y el componente adicional,

o

el estado físico del componente en común;

a continuación, recubrimiento de la matriz de muestras con un tejido cutáneo;

finalmente, medición de la concentración del componente en común de cada depósito como una función del tiempo para la determinación del flujo del componente en común de cada muestra a través del tejido cutáneo para la determinación de una formulación transdérmica óptima.

33. Dispositivo para la medición de la transferencia de componentes a través de un tejido, que comprende:

una placa base (610);

una placa separadora (620);

una matriz de muestras de origen sólido (630) sostenida por la placa separadora;

un espécimen de tejido (640) que recubre la matriz de muestras;

un elemento superior que comprende una placa de depósitos (650) fijada a un lado del espécimen de tejido opuesto a la matriz de muestras, presentando la placa de depósitos una matriz de depósitos (654); y

unos medios de fijación (660, 662) para la creación de un sellado entre la placa de depósitos y el espécimen de tejido;

34. Dispositivo según la reivindicación 33, que comprende además una placa superior.

35. Dispositivo según las reivindicaciones 33 ó 34, en el que una de entre la placa separadora y la placa de depósitos, o ambas son transparentes o translúcidas.

36. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 35, en el que la placa base es de aluminio.

37. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 33 a 36, en el que los medios de fijación comprenden tornillos que pasan a través del dispositivo y se fijan a la placa base.