Reformulación del jarabe de Eucalyptus citriodora Hook 3%. Trabajo científico original

Sirlinda Torreblanca Savournin; Ania Ochoa Pacheco; Jorge Marín Morán.

Farmacia Comunitaria de Atención Hospitalaria: Garzón I. Avenida Victoriano Garzón, Santiago de Cuba, Cuba.
Facultad de Ciencias Naturales, Departamento de Farmacia, Universidad de Oriente. Patricio Lumumba y Avenida de Las Américas s/n, 90500, Santiago de Cuba, Cuba.

RESUMEN

Se realizó la reformulación del jarabe de Eucalyptus citriodora Hook 3%, con el propósito de mejorar su sabor y la turbidez; se llevó a cabo estudio de compatibilidad entre el Extracto fluido, como principio activo, con Propilenglicol y Glicerina; siendo los criterios de compatibilidad: color, olor, formación de turbidez, precipitado y pH. Luego se determinaron las cantidades a emplear de la sustancia auxiliar seleccionada en la formulación a través de un diseño univariado, definiendo 6 combinaciones para el jarabe y como variables respuestas principales: turbidez y prueba de aceptación del sabor. Como resultados se obtuvieron, que el propilenglicol fuera la sustancia auxiliar compatible con el principio activo y que la formulación adecuada fuese el jarabe 16, donde se resuelve el problema del mal sabor y se mejora considerablemente la turbidez.

Palabras clave: reformulación, jarabe, Eucalyptus citriodora Hook., características organolépticas.

INTRODUCCIÓN

Cuba posee una rica tradición en el uso popular de las plantas medicinales. Los remedios a base de plantas medicinales se han utilizado para tratar innumerables afecciones, entre ellas la Gripe, la cual posee una alta incidencia en el territorio nacional (1).

El jarabe de Eucalyptus citriodora Hook 3%, que fue aprobado en el Plan de producción de la Empresa Provincial de Farmacia y Óptica de Santiago de Cuba, en el período 2005-2010; posee propiedades antisépticas, antiinflamatorias y antitusígenas sobre el sistema respiratorio (2).

Se detectó que este jarabe, a pesar de su demanda en todas las redes de farmacias de Santiago de Cuba, presenta un sabor desagradable que limita su aceptación por la población; así como la presencia de turbidez; aspecto este que no corresponde con las características organolépticas de esta forma farmacéutica, que se caracteriza por ser líquidos orales, transparentes, de sabor agradable y con una amplia difusión en la población.

Para evaluar la insatisfacción de la población con el sabor desagradable del jarabe de Eucalyptus citriodora Hook 3%, antes de comenzar la investigación, fue realizada una prueba de aceptación afectiva simple a 81 pacientes de una sola área de salud en Santiago de Cuba (30 de Noviembre); que acudieron a la farmacia Garzón #1, donde el 68% de los mismos rechazaron la formulación.

Teniendo en cuenta estos dos inconvenientes para este jarabe, se decidió realizar esta investigación, mediante la selección de una sustancia auxiliar (cosolvente), que mejorara el sabor y la turbidez del mismo, para de esta forma incrementar su aceptación por parte de la población y garantizar la calidad tecnológica del mismo; trazándose los siguientes objetivos:

1. Reformular el jarabe de Eucalyptus citriodora Hook 3% en cuanto a características organolépticas.
2. Evaluar la compatibilidad del principio activo del jarabe con glicerina y propilenglicol.
3. Determinar las cantidades a emplear de la sustancia auxiliar seleccionada para el jarabe.

MATERIAL Y MÉTODO.

Esta investigación se llevó a cabo en los laboratorios del Departamento de Farmacia de la Universidad de Oriente y dispensario de la Farmacia Comunitaria de atención hospitalaria Garzón # 1, Santiago de Cuba, Cuba; en el período de tiempo comprendido entre Octubre del 2009 - Diciembre del 2011.

1. REALIZACIÓN DE PRUEBA DE ACEPTACIÓN AFECTIVA SIMPLE.

Esta prueba de aceptación afectiva simple se realizó antes de comenzar la investigación para confirmar la no aceptación del jarabe de Eucalipto 3% como se dispensaba en ese momento en las Farmacias de Santiago de Cuba. Fueron seleccionados aleatoriamente 81 pacientes de una sola área de salud en Santiago de Cuba (30 de Noviembre); que acudieron a la farmacia Garzón #1. La prueba consistió en ingerir una cucharada de jarabe que se dispensaba en las farmacias y luego las personas emitían su criterio, a través de categorías acepto o rechazo.

2. ESTUDIO DE COMPATIBILIDAD DEL PRINCIPIO ACTIVO CON LAS SUSTANCIAS AUXILIARES:

Teniendo en cuenta las propiedades físico-químicas del principio activo del jarabe (Extracto fluido de Eucalipto), se realizó un estudio de compatibilidad, mediante la evaluación de algunos criterios físicos y físico- químicos, de las posibles interacciones entre el extracto fluido de Eucalipto (EF.) con la Glicerina (GLIC.) y del Extracto Fluido de Eucalipto con el Propilenglicol (PROP.); siendo estas dos sustancias auxiliares escogidas candidatos potenciales a ser incluidos en el jarabe (3).

No se realizó evaluación de compatibilidad química, por no poseer las condiciones materiales requeridas.

La Glicerina y el Propilenglicol fueron suministrados por la Empresa Comercializadora de Medicamentos de Santiago de Cuba (EMCOMED) y son de uso dispensarial.

La droga vegetal Eucalyptus citriodora Hook fue suministrada por el Ministerio de la Agricultura, con sus especificaciones de calidad (4), al Laboratorio Territorial de Plantas Medicinales San Luis de Jagua del municipio Songo-La Maya, en la provincia Santiago de Cuba; donde a su vez se elaboró el extracto fluido por repercolación utilizando como menstruo solución hidroalcohólica al 80% (5) según Norma Ramal de Salud Pública (NRSP) 311 (6) y 314 (5); siendo este suministrado a la Farmacia Comunitaria Garzón #1, con sus especificaciones de calidad.

Se prepararon soluciones: del extracto fluido con la glicerina y del extracto fluido con el propilenglicol; ambas en proporciones 1:3 y 1:8, teniendo en cuenta que aparece reportado para el propilenglicol, que en soluciones orales se debe encontrar de un 10- 25% (7).

Los criterios de compatibilidad que se analizaron fueron:

- Color, Olor, Formación de turbidez, Formación de precipitado, pH.
Realizándose cada una, como se describe a continuación: color y formación de precipitado: por observación visual, NRSP 312 (8); olor y pH (NRSP 312 (8)) y formación de turbidez por turbidimetría, en un Turbidímetro (marca - 2100A HACH CHEMICAL COMPANY, de procedencia inglesa). Se realizaron 3 réplicas por cada solución.

Se consideraron compatibles las sustancias auxiliares con el principio activo, cuando: el color y el olor del extracto fluido de Eucalipto no variaron en las soluciones; no apareció formación de precipitado; la turbidez fuera menor y el pH de las soluciones se mantuviera en un intervalo entre 4 y 8; teniendo en cuenta que estas para poder ser administradas por vía oral deben poseer características ácidas y/o básicas débiles; así como el comportamiento ácido básico del principio activo y de las sustancias auxiliares empleadas.

3. DETERMINACIÓN DE LAS CANTIDADES A EMPLEAR DE LA SUSTANCIA AUXILIAR SELECCIONADA EN LA FORMULACIÓN:

Se realizó un diseño univariado, utilizando el programa estadístico STATGRAPHICS PLUS para Windows versión 5.1 del 2001, donde la fuente de variación empleada fue la cantidad de la sustancia auxiliar seleccionada en el estudio de compatibilidad y las variables de respuestas principales: turbidez y prueba de aceptación del sabor, definiendo 6 combinaciones para el jarabe, todas con la sustancia auxiliar seleccionada en el estudio de compatibilidad.

Los jarabes se elaboraron, según el siguiente procedimiento: Se añadió primeramente la sustancia auxiliar compatible seleccionada, en un recipiente y se mezcló con el extracto fluido de Eucalipto (3ml), luego a esta solución se le incorporó el jarabe simple al 85% previamente elaborado, c.s.p.100ml.

Los parámetros de calidad que se determinaron para cada uno de los 6 jarabes preparados y así seleccionar la formulación adecuada, fueron:

Variables respuestas principales:

1- Turbidez: Se realizaron 3 réplicas por cada formulación, usando el mismo procedimiento descrito anteriormente.

2- Prueba de aceptación del sabor: los pacientes que realizaron la primera prueba de aceptación del sabor (relatados anteriormente) fueron sometidos a esta segunda prueba, que consistió, en ingerir una cucharada de jarabe de Eucalipto 3% sin reformular, luego tomaron agua para evitar confusión en los sabores, seguidamente ingirieron otra cucharada de jarabe reformulado y así consecutivamente hasta completar las seis formulaciones elaboradas.

Para esta prueba, se asignaron valores a las categorías que emitieron las personas encuestadas sobre el sabor de las formulaciones, como se describe a continuación:

Categoría Excelente: valor 6; Categoría Muy bueno: valor 5; Categoría Bueno: valor 4; Categoría Regular: valor 3; Categoría Malo: valor 2 y Categoría Malísimo: valor 1.

Luego, se obtuvieron los valores medios por cada categoría y se buscó la correspondencia con las mismas.

Se debe especificar que sí el valor medio determinado correspondía a un valor intermedio entre una categoría y otra, mayor a 0,6, se consideraba aceptado para la categoría superior.

Variables respuestas secundarias:

3. Color: por observación visual (NRSP 312 (8)); Densidad, olor y pH (NRSP 312 (8)). Se realizaron 3 réplicas por cada formulación.

Los criterios que se tuvieron en cuenta para la selección de la formulación adecuada, fueron: turbidez menor; cuando la formulación queda incluida en alguna de las categorías de aceptación: excelente, muy bueno o bueno; color y olor: que se correspondan con el del principio activo5; pH: se mantuviera en un intervalo entre 4 y 8.

Se llevó a cabo un análisis estadístico, utilizando el STATGRAPHICS Plus para Windows versión 5.1 del 2001, a través de un análisis de varianza de clasificación simple en el procesamiento de los resultados del estudio de compatibilidad (pH y turbidez) y en la determinación de las cantidades a emplear de la sustancia auxiliar seleccionada en la formulación. Se aplicó la prueba de contraste múltiple de rango, específicamente HSD de Tukey, para definir las diferencias específicas.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN.

1. REALIZACIÓN DE PRUEBA DE ACEPTACIÓN AFECTIVA SIMPLE:

El 68% de las personas encuestadas rechazaron la formulación.

2. ESTUDIO DE COMPATIBILIDAD DEL PRINCIPIO ACTIVO CON LAS SUSTANCIAS AUXILIARES.

El color y el olor para las muestras patrones de las sustancias auxiliares, son incoloros e inodoros, características de las mismas (7,9,10); mientras que el Extracto fluido de Eucalipto posee un color marrón oscuro y olor característico a limón, propio del Eucalipto (2,5,9).

El color de las 4 soluciones es marrón oscuro y el olor a limón, característicos del Eucalipto; por lo que estas características organolépticas no varían en estas soluciones con respecto al principio activo; considerándose compatibles las dos sustancias auxiliares con el Extracto fluido de Eucalipto en cuanto a estos dos parámetros.

En cuanto a la formación de precipitado, no hubo aparición del mismo en ninguna de las 4 soluciones evaluadas, por lo que se consideran compatibles.

Analizando el pH, se puede plantear que el mismo para el extracto fluido es 4.6; coincidiendo con lo reportado en la NRSP 3145 (4.5-5); mostrando características ácidas débiles.

En el caso de las 4 soluciones, se muestran valores de pH similares a las sustancias auxiliares patrones (4.7 propilenglicol y 4.2 glicerina). También se observa un comportamiento similar en los valores de pH en ambas proporciones para cada una de las sustancias auxiliares (EF./PROP. 1:3 con 1:8, pH 4.7 y EF./GLIC. 1:3 con 1:8, pH 4.2); que se podría justificar por el hecho de encontrarse estas últimas en mayor proporción.

El análisis estadístico reveló que ambas proporciones para la glicerina (1:3/1:8) y el propilenglicol (1:3/1:8) no muestran diferencias estadísticamente significativas para un 95% de confianza (p<0.05).

Se puede plantear que cada una de las 4 soluciones evaluadas se consideran compatibles, pues los valores de pH se mantienen en el rango establecido para este criterio de compatibilidad (4-8).

La Tabla 1 muestra los resultados de la formación de turbidez para las sustancias patrones y cada una de las 4 soluciones.

SOLUCIONES - TURBIDEZ (UNT) Media

EXTRACTO FLUIDO - 440
GLICERINA - 1.2
PROPILENGLICOL - 1
EXTRACTO FLUIDO + PROPILENGLICOL 1:3 - 80
EXTRACTO FLUIDO + PROPILENGLICOL 1:8 - 170
EXTRACTO FLUIDO + GLICERINA 1.3 - 1500
EXTRACTO FLUIDO + GLICERINA 1:8 - 2500

Tabla 1: Turbidez de las sustancias patrones y las 4 soluciones estudiadas.

Como muestra la Tabla 1, las sustancias auxiliares patrones, son las que muestran los valores más bajos de turbidez. En las 4 soluciones, en la medida en que aumenta la proporción (de 1:3 a 1:8) aumenta la turbidez, en cada una de las sustancias auxiliares; mayor para la glicerina; sin embargo, en el caso de las soluciones con propilenglicol la turbidez, en ambas proporciones, es menor con respecto al extracto fluido sólo, aspecto muy importante a tener en cuenta para mejorar el problema de turbidez que presenta el jarabe que actualmente se dispensa en las farmacias; esto no ocurre con las soluciones de glicerina, donde es mucho mayor.

De las 4 soluciones, las que poseen propilenglicol, son las que presentan menor turbidez, siendo la proporción 1:3 la más baja de todas.

Este aumento de la turbidez de la proporción 1:3 a la 1:8, tanto para el propilenglicol como para la glicerina; pudiera explicarse porque en la proporción 1:3 las partículas de las sustancias auxiliares se encuentran mejor entremezcladas con las partículas de las sustancias presentes en el extracto fluido, formando una emulsión estable, probablemente porque esta proporción se acerca al balance hidrofílico lipofílico (BHL) óptimo (11) (propilenglicol: tensoactivo no iónico (12), con BHL 11.6 (13)), por lo que el valor de la turbidez es menor; sin embargo, en la proporción 1:8 al tener mayor cantidad de sustancia auxiliar, manteniéndose constante la cantidad de extracto fluido, algunas partículas de la sustancia auxiliar propician la desestabilización de la emulsión, no se entremezclan ni se orientan con las partículas de las sustancias presentes en el extracto fluido, aumenta la dispersión y por tanto aumenta la turbidez.

Este comportamiento de la turbidez es mayor para la glicerina (balance hidrofílico lipofílico (BHL) 0.8 (13)) en ambas proporciones, parece ser que el propilenglicol al tener mayor balance hidrofílico lipofílico (BHL), actúa como puente entre la parte lipófila-hidrófila de las sustancias presentes en el extracto fluido de Eucalipto, como consecuencia la turbidez es menor para ambas proporciones.

El análisis estadístico reveló que entre las 4 soluciones existen diferencias estadísticamente significativas para un 95% de confianza (p<0.05). El contraste de varianza indica que hay homogeneidad de varianza (P-valor = 0,187688)

Haciendo un análisis integral de los 5 criterios de compatibilidad definidos, se puede plantear que la turbidez es la que permite la selección de la sustancia auxiliar compatible, pues logra una diferenciación en el comportamiento de estas soluciones, que no se obtiene con los otros parámetros; por lo que se selecciona el propilenglicol como la sustancia auxiliar compatible con el Extracto Fluido de Eucalipto, en estas condiciones de trabajo.


3. DETERMINACIÓN DE LAS CANTIDADES A EMPLEAR DE LA SUSTANCIA AUXILIAR SELECCIONADA EN LA FORMULACIÓN:

Las 6 combinaciones para el jarabe son:

1. Jarabe-10
2. 2. Jarabe-13

- Extracto fluido de Eucalipto (3ml) -Extracto fluido de Eucalipto (3ml)
- Propilenglicol (10ml) -Propilenglicol (13ml)
- Jarabe simple c.s.p 100ml -Jarabe simple c.s.p 100ml
3. Jarabe-16
4. Jarabe-19
- Extracto fluido de Eucalipto (3ml) -Extracto fluido de Eucalipto (3ml)
- Propilenglicol (16ml) -Propilenglicol (19ml)
- Jarabe simple c.s.p 100ml -Jarabe simple c.s.p 100ml
5. Jarabe-22
6. Jarabe-25
- Extracto fluido de Eucalipto (3ml) -Extracto fluido de Eucalipto (3ml)
- Propilenglicol (22ml) -Propilenglicol (25ml)
- Jarabe simple c.s.p 100ml -Jarabe simple c.s.p 100ml

Para la designación de las codificaciones de los jarabes, se tuvieron en cuenta los por cientos de propilenglicol en cada uno de ellos.

Los resultados del color y olor para las 6 combinaciones del jarabe, muestran: color marrón del principio activo5 y olor que coincide con el del principio activo (limón)5; por lo que hay similitudes entre cada uno de los 6 jarabes en cuanto a estos parámetros.

La densidad de los jarabes disminuye a medida que aumenta la cantidad de propilenglicol en las formulaciones (1.26, 1.26, 1.25, 1.23, 1.22, 1.21); esto ocurre, pues el propilenglicol es menos denso (1.036 a 250C9) que el jarabe simple (1.313 g/ml a 250C3) y este último va disminuyendo. El análisis estadístico de la densidad de los jarabes reveló que no existen diferencias estadísticamente significativas entre la densidad del jarabe 10 y el 13, no siendo así con las restantes formulaciones donde sí existen, para un 95% de confianza (p<0.05).

Los valores de pH para los 6 jarabes muestran características ácidas débiles y van disminuyendo del jarabe 10 (5.8) al del 16 (5.4), a partir del cual se mantienen constantes. El análisis estadístico arrojó que existen diferencias estadísticamente significativas entre el jarabe 10 con los restantes jarabes; no siendo así entre los jarabes del 13 al 25 para un 95% de confianza (p<0.05). A pesar de este resultado, el valor del pH en la formulación 10 se mantiene en el mismo rango ácido débil que las demás formulaciones y en el intervalo establecido de 4-8, por lo que se puede plantear que en cuanto a este parámetro no existen diferencias entre los 6 jarabes.

En la Tabla 2 se muestran los resultados de los valores de turbidez para los 6 jarabes.

FORMULACIONES – TURBIDEZ (UNT) Media

Jarabe sin reformular (JSR)
(Extracto fluido de Eucalipto y Jarabe simple) - 920
Jarabe 10 (J10) - 820
Jarabe 13 (J13) - 786.6
Jarabe 16 (J16) - 693.3
Jarabe 19 (J19) - 576.6
Jarabe 22 (J22) - 530
Jarabe 25 (J25) - 449.3

Tabla 2: Turbidez de las 6 combinaciones del jarabe y el jarabe sin reformular.

Los resultados del análisis estadístico aplicado a los valores de turbidez de los 6 jarabes, se muestran a continuación:

Análisis de la Varianza: Cociente-F: 612,96 P-Valor: 0,0000
Contraste Múltiple de Rango: Método: 95,0 porcentaje HSD de Tukey
Frecuencia Media Grupos homogéneos

TURBJ25 3 449,333 X
TURBJ22 3 530,0 X
TURBJ19 3 576,667 X
TURBJ16 3 696,667 X
TURBJ13 3 786,667 X
TURBJ10 3 820,003 X
TURB JSR 3 920,003 X

Como se observa en la Tabla 2, a medida que aumenta la cantidad de propilenglicol, disminuye la turbidez en cada una de las formulaciones, lo cual ayuda a resolver este problema que presenta el Jarabe sin reformular. El análisis estadístico reveló, que entre todas las formulaciones existen diferencias significativas para un 95% de confianza (p<0.05), por lo que la turbidez en cada uno de los 6 jarabes es diferente.

La disminución de la turbidez en los jarabes, en comparación con el aumento de la misma en las soluciones del estudio de compatibilidad, se puede explicar porque en los jarabes se incorpora sacarosa que es un surfactante hidrofílico (12), lo que estabiliza la emulsión; es decir, se facilita el entremezclado y la orientación de las partículas hacia una mayor disolución.

Los resultados del análisis de regresión para la turbidez, muestran, que dado que el p-valor en el análisis de varianza es inferior a 0.01, existe relación estadísticamente significativa entre la Turbidez y el por ciento (%) de propilenglicol para un nivel de confianza del 99% (p<0.01) (Fig. 1). 

La ecuación del modelo ajustado para la relación entre los valores medios de la conversión cuantitativa en la prueba de aceptación del sabor y los por cientos de propilenglicol en los jarabes es: Aceptación = 5,71 - 0,144952*%propilenG

El coeficiente de correlación es igual a -0,971104 y un p-valor para el modelo encontrado de 0.0005.

R-cuadrado (ajustado para g.l.) = 92,8803 porcentaje

Teniendo en cuenta las variables de respuesta principales: Turbidez y aceptación del sabor, pues las variables secundarias no permiten una diferenciación entre los jarabes, se hace un análisis integral para la selección de la formulación adecuada.

Según la prueba de turbidez, el que menor presenta este parámetro es el jarabe 25; sin embargo, esta no es aceptada por la población en cuanto al sabor; por lo que se hace una correlación entre las formulaciones que caen en la categoría de aceptación del sabor, que son la 10, 13 y 16 con los resultados de la turbidez en el sentido de la que menor posea este valor; seleccionando el jarabe 16 como la formulación adecuada, donde se resuelve el problema del sabor que posee el jarabe de Eucalipto como se dispensa actualmente y se mejora considerablemente la turbidez, bajo estas condiciones de trabajo.

CONCLUSIONES

1. La sustancia auxiliar compatible con el Extracto fluido de Eucalipto fue el propilenglicol.
2. El jarabe que posee 16% de propilenglicol, resultó ser el más adecuado desde el punto de vista organoléptico.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

1. Farreras R. Medicina Interna. Edición en CD-ROOM. Decimotercera Edición. Gripe. Ed. García San Miguel y J. Vidal Tort; 2004, p.20-30.
2. Ministerio de Salud Pública de Cuba. Plantas medicinales (Fitomed II). Editorial Ciencias Médicas. La Habana; 1993, p.2-13.
3. Vila Jato. Tecnología Farmacéutica. Formas farmacéuticas. Editorial l Síntesis. Proyecto Editorial Síntesis Farmacia. Volumen II. España; 2001, pp. 17, 27, 31- 33, 377- 445.
4. Ministerio de Salud Pública de Cuba. NRSP. 300: Hojas de Eucalyptus citriodora: Especificaciones. La Habana; 1991, p. 1.
5. Ministerio de Salud Pública de Cuba. NRSP. 314: Medicamentos de origen vegetal. Extracto fluido de Eucalyptus citriodora: Especificaciones. La Habana; 1991, p.10.
6. Ministerio de Salud Pública de Cuba. NRSP. 311: Extractos fluidos y tinturas. Procesos tecnológicos. La Habana; 1991, p. 3.
7. Rowe RC, Sheskey PJ, Quinn. Handbook of Pharmaceutical Excipients. Sixth Edition. United States: Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association; 2009, p.283, 592.
8. Ministerio de Salud Pública de Cuba. NRSP 312. Extractos fluidos y tinturas. Métodos de ensayos. La Habana; 1991, p.1-5.
9. British. Pharmacopoeia. 1ST GALLEY FILE 18. Volumen I; 2000, p. 18-84, 33-62, 661, 1359-1361.
10. Farmacopea de los Estados Unidos Mexicanos. Quinta Edición. México; p. 696.
11. Shaw DJ. Introducción a la química de superficies y coloides. Segunda edición. Editorial Alhambra, S.A. Barcelona. España; 1977, p. 245.
12. Vila Jato. Sistemas Dispersos Heterogéneos. In: Tecnología Farmacéutica. Volumen I. Editorial l Síntesis: Proyecto Editorial Síntesis Farmacia; 2001.
13. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Sixth Edition. Electronic release. AND Publishing technology B.V. SL, USA; 2002.