5.12.2.1 Via buccale
La somministrazione buccale è intesa per la somministrazione di farmaci all’interno / attraverso la mucosa buccale al fine di ottenere un effetto locale o sistemico. Questa via è particolarmente interessante poiché le sostanze assorbite attraverso la mucosa buccale bypassano la degradazione enzimatica gastrointestinale e l’effetto di primo passaggio epatico. La bocca ha un’area relativamente ampia per l’applicazione di farmaci e una buona accessibilità rispetto al naso, al retto e alla vagina.3 Inoltre, la mucosa è resistente a danni o irritazioni a causa del rapido turnover delle cellule4 e della frequente esposizione al cibo. La mucosa buccale è costituita da uno strato superficiale di epitelio squamoso stratificato legato al tessuto connettivo sottostante (lamina propria e sottomucosa) da una lamina basale. Nel tessuto connettivo è presente una rete di capillari sanguigni in cui i farmaci che sono permeati attraverso l’epitelio possono entrare nella circolazione sistemica. Gli strati superficiali dell’epitelio (circa il 25-30% più in alto) sono segnalati come la principale barriera alla penetrazione delle sostanze.Gli strati cellulari 5,6 della mucosa buccale contengono granuli di rivestimento della membrana (MCG), che sono organelli sferici o ovali, 100-300 nm di diametro. I MCG sembrano fondersi con le membrane cellulari ed estrudere il loro contenuto, principalmente lipidi, nello spazio intercellulare. Mediante microscopia confocale a scansione laser, la regione corrispondente al MCG nell’epitelio buccale porcino è stata visualizzata come strato limitante per la diffusione dell’isotiocianato di fluoresceina idrofila.7 I lipidi intercellulari estrusi da MCG (150-200 µm di profondità) rappresentano la barriera di permeabilità per i composti idrofili. Un recente articolo ha proposto un modello di diffusione a doppio strato per descrivere quantitativamente i contributi relativi dell’epitelio e del tessuto connettivo alla barriera di permeazione per la 2′,3′-dideossicitidina.8 È stato dimostrato che lo strato di lamina basale all’interno dell’epitelio buccale fungeva da importante barriera alla permeazione del farmaco.
Le vie di trasporto del farmaco attraverso la mucosa buccale possono essere sia transcellulari che paracellulari, ma per molti farmaci idrofili la permeazione è dovuta principalmente alla diffusione passiva attraverso la via paracellulare. La maggior parte degli studi di permeazione transbuccale sono stati condotti in vitro9 utilizzando varie cellule di diffusione (cellule fluide, cellule verticali di Franz, cellule orizzontali, camera di Ussing). Una rappresentazione schematica di una cella di diffusione Franz verticale comune è riprodotta in Figura 1.
Figura 1. Rappresentazione schematica di una cella di diffusione Franz verticale assemblata: D, compartimento donatore; M, membrana; SP, porta di campionamento; R, compartimento recettore; MB, barra magnetica; WJ, camicia d’acqua.
La mucosa buccale suina è la barriera modello più comune per gli esperimenti in vitro. L’anatomia e il metabolismo di questo epitelio non cheratinizzato sono simili a quelli della mucosa buccale umana. In generale, la mucosa buccale a tutto spessore viene utilizzata negli studi di permeazione. Tecnicamente, il tessuto buccale di maiale (guancia) è ottenuto da un macello e trasportato al laboratorio in tampone di Krebs freddo (pH 7.4). La mucosa buccale, insieme a una parte della sottomucosa, viene accuratamente separata dal grasso e dai muscoli usando un bisturi. Quindi, per mezzo di un elettro-dermatoma, l’epitelio (compreso lo strato di muco e la lamina basale) viene isolato dal tessuto sottostante. Lo spessore medio dei campioni è di circa 500 µm. A causa della vitalità dipendente dal tempo, l’epitelio buccale deve essere utilizzato entro 2 ore dalla rimozione. La mucosa è montata, ad esempio, su una camera Ussing con il lato della mucosa rivolto verso il compartimento del donatore. I compartimenti donatore e accettore sono riempiti con tampone di Krebs (pH 7.4). Il gas carbogeno (95% O2, 5% CO2) viene fatto circolare attraverso entrambi i compartimenti al fine di mantenere la vitalità del tessuto e fornire un’adeguata miscelazione. I parametri elettrofisiologici sono determinati per valutare l’integrità e la vitalità del campione biologico. Dopo un periodo di equilibrio di 1 ora a 34±0,5 °C, il recettore viene sostituito con un tampone di Krebs fresco e il lato donatore viene riempito con la soluzione donatrice. Una soluzione satura di farmaco viene utilizzata come donatore per misurare il coefficiente di permeabilità. Gli esperimenti di diffusione sono condotti per 3 h. Nel caso di determinazione del profilo di concentrazione del farmaco all’interno dell’epitelio buccale, la tecnica di affettatura sottile è stata applicata dopo gli esperimenti di trasporto.10 campioni di mucosa buccale sono stati congelati a scatto in azoto liquido e conservati a -85 °C per periodi fino a 6 mesi. I campioni congelati sono stati quindi utilizzati per studi di permeabilità: è stato osservato che le caratteristiche di permeabilità della mucosa non sono state influenzate negativamente dal congelamento e dallo stoccaggio.11
L’analisi dei dati per la determinazione del coefficiente di permeabilità attraverso la mucosa viene solitamente eseguita nel periodo di tempo di trasporto allo stato stazionario.8 Per la diffusione unidimensionale, la permeabilità di un diffusante attraverso una membrana solida può essere calcolata come:
dove Pe è il coefficiente di permeabilità del diffusante (cm s−1), ΔC è la differenza di concentrazione tra le due superfici della membrana e JSS è il flusso allo stato stazionario (mg s−1 cm−2).
Il flusso allo stato stazionario è dato dalla seguente equazione:
dove ΔM è la quantità di diffusante trasportata attraverso la membrana durante l’intervallo di tempo Δt allo stato stazionario e A è l’area di diffusione.
Sono stati condotti studi di assorbimento buccale del farmaco in vitro e in vivo con mucosa buccale suina.12 La distribuzione di dextrani marcati con isotiocianato di fluoresceina (FITC) nell’epitelio mediante microscopia confocale a scansione laser ha permesso di visualizzare le vie di permeazione. A pesi molecolari inferiori a 20 kDa il passaggio di FITC-destrani idrofili è stato impedito. La via paracellulare è stata trovata per essere la via principale per queste molecole. Un dispositivo di erogazione in vivo, costituito da una camera di applicazione contenente una soluzione di dextran 4400 (FD4) o buserelin marcato con FITC, è stato attaccato alla mucosa buccale per 4 h con un adesivo. I livelli plasmatici allo Steady-state sono stati rapidamente raggiunti. La somministrazione concomitante di 10 mm di glicodesossicolato sodico, un potenziatore dell’assorbimento, ha aumentato la biodisponibilità assoluta di FD4.
In uno studio più recente13,la permeabilità in vitro della mucosa buccale suina ha mostrato valori costantemente inferiori con diversi marcatori (arecolina, 17β-estradiolo, acqua e vasopressina) rispetto alla mucosa del pavimento orale suina. La mucosa del pavimento della bocca suina era un buon modello di mucosa buccale umana utilizzando un sistema di perfusione a flusso continuo (20 °C, 24 h).
Per consentire studi in vitro di irritazione, patologie orali e fenomeni di cavità orale di base, sono disponibili modelli di tessuto epiorale ed epigengivale, costituiti da cellule epiteliali normali derivate dall’uomo (MatTek corporation, Ashland, MA, USA). Le cellule sono state coltivate per formare modelli multistrato e altamente differenziati dei fenotipi buccali e gengivali umani.
La somministrazione di tiocolchicoside, un miorilassante, attraverso la mucosa orale è stata studiata studiando la sua permeazione in vitro attraverso la mucosa orale suina e il trasporto buccale in vivo nell’uomo.10 Sono stati testati rispettivamente un disco bioadesivo e un disco a dissoluzione rapida per la somministrazione buccale e sublinguale. La permeazione in vitro del tiocolchicoside attraverso la mucosa buccale suina da queste forme di dosaggio è stata confrontata con l’assorbimento del farmaco in vivo nell’uomo. Il test di assorbimento buccale è stato eseguito su volontari sani in accordo con Rathbone.14 Prima di ogni somministrazione, i volontari si lavavano la bocca con 100 mL di acqua distillata. La forma di dosaggio (4 mg di tiocolchicoside) è stata quindi posta sotto la lingua (disco a rapida dissoluzione) o a contatto con la mucosa gengivale (disco bioadesivo) e mantenuta in posizione evitando di deglutire per un determinato periodo di tempo. Il residuo della forma di dosaggio è stato quindi espulso e la bocca è stata risciacquata con acqua. Il residuo della forma di dosaggio e le soluzioni di lavaggio sono stati combinati e analizzati per il contenuto residuo di farmaco. La forma a rapida dissoluzione (sublinguale) ha portato ad un rapido assorbimento di 0.5 mg di tiocolchicoside entro 15 min, mentre con la forma buccale bioadesiva la stessa dose potrebbe essere assorbita per un lungo periodo di tempo. Nonostante la variabilità dei risultati in vivo, è stata trovata un’interessante correlazione tra i dati in vitro (suini) e in vivo (umani) per entrambe le forme di dosaggio.
I sistemi di erogazione buccale includono collutori, spray, gomme da masticare, compresse bioadesive, gel e cerotti. I dispositivi di erogazione transbuccale possono essere facilmente applicati e rimossi. Tuttavia, la terapia farmacologica all’interno della cavità orale è sottoposta ad una rapida eliminazione del farmaco a causa dell’azione di lavaggio della saliva e può richiedere dosi ripetute e frequenti. Questo aspetto può influenzare la variabilità inter-paziente ed è probabilmente fortemente dipendente dalla tecnologia di sistema utilizzata per mantenere il prodotto farmaco in contatto con la mucosa assorbente. Infatti, l’assorbimento significativo si ottiene da un’esposizione prolungata del farmaco alla superficie della mucosa. Sono state proposte lectine o sostanze bioadesive per prolungare il tempo di permanenza del sistema e migliorare l’assorbimento del farmaco attraverso la mucosa orale.Per la somministrazione orale di fentanil citrato è stata studiata una compressa sublinguale per un rapido assorbimento del farmaco a base di miscele di particelle portanti parzialmente ricoperte da particelle fini di farmaco.16 Concentrazioni plasmatiche di fentanil sono state ottenute entro 10 minuti, senza un secondo picco. Il componente bioadesivo ha impedito che il fentanil venisse ingerito, senza ostacolarne il rilascio e l’assorbimento. Gli agglomerati Chimera, una formulazione in polvere a base di particelle primarie che vengono agglomerate in cluster morbidi e porosi, rappresentano una nuova forma di dosaggio per l’insufflazione buccale.17 Queste polveri a flusso libero possono essere utilizzate per generare un aerosol orale o per l’introduzione diretta nello spazio gengivale al fine di ottenere bioadesione e dissoluzione rapida o ritardata. La scelta appropriata della formulazione del farmaco e della modalità di applicazione può migliorare la riproducibilità della somministrazione e della risposta. Tuttavia, va ricordato che le dosi che possono essere applicate rimangono nell’ordine di pochi decimi di milligrammi e la solubilità lipidica del farmaco migliora l’affidabilità della somministrazione. Quest’ultimo aspetto è stato supportato dal buon assorbimento del fentanil rispetto alla morfina più idrofila.18
È stata studiata anche l’immunizzazione buccale con film caricati con DNA plasmidico (CMV-beta-gal) o proteina beta-galattosidasi.19 Film a doppio strato sono stati sviluppati utilizzando diversi polimeri come strato mucoadesivo e una cera farmaceutica come strato di supporto impermeabile. Questi film sono stati applicati alla sacca buccale dei conigli e la risposta immunitaria a beta-gal è stata determinata. Tutti i conigli sono stati immunizzati con DNA plasmidico somministrato per via buccale, mentre nessuno è stato somministrato per iniezione sottocutanea della proteina antigenica. Diversi film mucoadesivi a base di chitosano cloridrato e sale di sodio acido poliacrilico hanno mostrato la possibilità di ottenere l’assorbimento buccale di farmaci problematici come l’aciclovir.20
Infine, un altro approccio nella consegna buccale era basato su un dispositivo bioadesivo come metodo per controllare la consegna di cianocobalamina al tratto gastrointestinale nei cani beagle maschi.21 La novità era nell’uso della consegna controllata bioadesiva in bocca per migliorare l’assorbimento gastrointestinale di questo farmaco attivamente trasportato. È stata osservata una biodisponibilità significativamente più elevata con il dispositivo bioadesivo buccale rispetto alla capsula orale a rilascio immediato.