1 Introducción

La mastitis, una afección prevalente que afecta a las vacas, ejerce una influencia adversa tanto en el bienestar de los animales como en la viabilidad financiera de las explotaciones (1). Investigaciones anteriores han demostrado que las pérdidas económicas sufridas por las granjas varían de $1.20 por vaca por día en el primer mes a $2.06 por vaca por día en el décimo mes (2). Staphylococcus aureus y Escherichia coli representan el 40 ~ 50% de los productos lácteos, lo que representa un riesgo para la salud humana (3-5). La terapia antibiótica representa una gran proporción del tratamiento de la mastitis, incluyendo marbofloxacino, penicilina, rifaximina, cefquinoma, etc., que puede administrarse mediante inyección intramuscular/intravenosa o intramamaria (6-8). Con el fin de lograr una alta biodisponibilidad, que es difícil de lograr a través de otras vías de administración, los antibióticos generalmente se administran mediante inyección intravenosa (9). Además, el tratamiento sistémico extensivo y el control de la mastitis bovina no producen consistentemente la eficacia deseable (10). Los antibióticos locales administrados a través de la infusión intramamaria tratan eficazmente las infecciones por patógenos al aumentar la concentración del fármaco en el lugar de administración (11, 12). Recientemente, ha habido una tendencia notable hacia el desarrollo de la infusión intramamaria en el campo del tratamiento de la mastitis. Investigaciones anteriores indican que las infusiones intramamarias representaron el 81% del total de productos utilizados en las granjas de Irlanda (13). Además, aproximadamente el 85,4% de las infusiones intramamarias se emplearon en Argentina dirigidas al tratamiento de la enfermedad (14).

Cefquinoma, la cefalosporina de cuarta generación, que tiene un amplio espectro de actividad antimicrobiana (15). La fórmula estructural química del cefquinoma se muestra en la Figura 1. A diferencia de las cefalosporinas de segunda y tercera generación, la modificación química de la estructura básica de las cefalosporinas proporciona la naturaleza anfótera del cefquinoma, que puede promover la rápida penetración de la membrana biológicay mejorar la biodisponibilidad (16, 17). Cefquinoma es un medicamento veterinario específico que se utiliza en clínicas veterinarias para el tratamiento de enfermedades respiratorias en caballos (18) y neumonía en perros (19). En la ganadería lechera, se utiliza ampliamente para el tratamiento de las infecciones respiratorias y subrespiratorias de las vacas, así como para el tratamiento de la endometritis de las vacas (20, 21). Un estudio multicéntrico europeo mostró una alta actividad in vitro del cefquinoma frente a un amplio espectro de patógenos de la vaca (22).

Figura 1. La fórmula química estructural del cefquinoma.

Estudios previos mostraron que la infusión intramamaria comercial de sulfato de cefquinoma tenía buenas características farmacocinéticas en vacas lecheras. Xiao et al. (23) también estudiaron las características farmacocinéticas de la infusión intramamaria de cefquinoma de 75 mg en la leche de vacas lecheras sanas. Los resultados mostraron que el cefquinoma se eliminó lentamente y la concentración efectiva en la leche se mantuvo durante mucho tiempo. Li et al. (24) investigaron la farmacocinética del cefquinoma en muestras de plasma y leche de vacas lactantes después de una dosis de 75 mg, y los resultados mostraron que el cefquinoma no penetró en la sangre y se eliminó rápidamente de la leche después de la administración intramuscular en vacas lactantes.

El uso irracional de antibióticos en las clínicas veterinarias ha provocado efectos adversos como resistencia bacteriana y reacciones alérgicas (25). Investigaciones anteriores han indicado que las cepas bacterianas aisladas de muestras de leche recogidas en once provincias de China presentan una resistencia multifacética a los antibióticos (26). Se supone que la resistencia a los antimicrobianos supone un riesgo para la salud de los seres humanos debido a la introducción de patógenos resistentes en la cadena alimentaria y a la propagación horizontal de los determinantes de la resistencia a otras bacterias (27). Los casos presentados ilustran que la dosificación irracional conduce al fracaso de los fármacos para lograr efectos terapéuticos. En respuesta a este problema, un régimen de dosificación de antibióticos mejorado podría garantizar la eficacia de todo el proceso de tratamiento (28). El hecho de que la utilización de la farmacocinética con el fin de diseñar regímenes de dosificación no es un fenómeno nuevo, es crucial que los desarrolladores farmacéuticos identifiquen el régimen de dosificación más eficaz a través de la farmacocinética (29, 30).

El tratamiento eficaz, estable y seguro de las enfermedades depende en gran medida del desarrollo de formulaciones farmacéuticas, lo que requiere principalmente ensayos clínicos costosos y que requieren mucho tiempo (18, 19). En un entorno con recursos limitados, se pueden utilizar trayectorias de desarrollo específicas y una composición controlable para optimizar cada nueva fórmula (31). El principal desafío con el parto intramamario es administrar dosis relativamente altas dentro de un volumen limitado para minimizar las molestias o los efectos secundarios adversos (32). Por lo tanto, se desarrolló una nueva infusión intramamaria de sulfato de cefquinoma (3 g: 75 mg), que tiene una mayor concentración efectiva del fármaco por unidad de volumen de infusión intramamaria en comparación con el tamaño anterior (8 g: 75 mg). La nueva infusión intramamaria de sulfato de cefquinoma contiene una disminución del peso del 62,5% con respecto a la anterior.

En este estudio se investigó la farmacocinética de dos infusiones intramamarias de cefquinoma y se obtuvieron los parámetros farmacocinéticos. Así como la biodisponibilidad relativa se obtuvo por el método de área bajo curva (AUC). Proporcionará una base científica para que los productores de leche utilicen las infusiones en la práctica clínica, reduciendo así los resultados adversos resultantes del uso irracional.

2 Materiales y métodos

2.1 Reactivos

La sustancia referencial del sulfato de cefquinoma (con una pureza de ensayo del 82,6%, número de lote: K0321406) se adquirió del Instituto de Control de Medicamentos Veterinarios de China, situado en Beijing, China. El grupo A: Infusión intramamaria de sulfato de cefquinoma (vaca lactante) (8 g: 75 mg, número de lote: 120215), proporcionado por Huaqinyuan Animal Pharmaceutical Co., Ltd. El grupo B: Infusión intramamaria de sulfato de cefquinoma (vaca lactante) (3 g: 75 mg, número de lote: 210910001), proporcionado por Zhongmu Nanjing Animal Pharmaceutical Co., Ltd., (no disponible comercialmente). El agua ultrapura se preparó utilizando el equipo Cascada I PALL de Nueva York, Estados Unidos. El metanol y el acetonitrilo de cromatografía líquida/grado de espectrómetro de masas utilizados en este estudio se obtuvieron de Fisher Scientific en Fair Lawn, NJ, Estados Unidos. Otros reactivos utilizados en este estudio fueron de grado analítico y se obtuvieron de proveedores en Beijing, China.

2.2 Instrumentos

Cromatógrafo de líquidos de ultra rendimiento ACQUITY UPLC de Waters, de Waters Corporation, Estados Unidos. Espectrómetro de masas de triple cuadrupolo, Xevo TQ-S, de Waters Corporation, Estados Unidos. Balanza analítica, CPA225D, por Sartorius, Alemania. Dispositivo de extracción en fase sólida de Waters Corporation.

2.3 Animales

Doce vacas lactantes de cada grupo, con una edad aproximada de 36 meses y un rango de peso de 600 ± 50 kg, procedían de una granja lechera comercial en el distrito de Changping, Beijing. A lo largo del período de investigación, las vacas estaban sanas y tenían acceso sin restricciones al agua y a una dieta estándar libre de antibióticos. Los procedimientos que involucraron animales en el experimento se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices, que fueron aprobadas por el Comité de Uso y Cuidado de los Animales del Instituto de Investigación de Piensos de la Academia China de Ciencias Agrícolas (IFR-CAAS20230309). Las vacas estaban sanas después de todo el experimento y no se utilizó anestesia ni eutanasia.

2.4 Recogida de muestras

Para el grupo A (8 g: 75 mg) y el grupo B (3 g: 75 mg), se administró un tubo de inyectante con 75 mg de cefquinoma por vía intramamaria a la glándula frontal derecha de la vaca. Masajear unos 30 s para repartir la infusión de forma homogénea. Se recogieron muestras en blanco como controles de cada glándula antes de la administración. Después de la administración de una sola dosis, se recogieron muestras de leche de 20 ml a las 0,25 h, 0,75 h, 1 h, 2 h, 4 h, 6 h, 8 h, 12 h, 24 h, 30 h, 36 h, 48 h, 54 h, 60 h y 72 h. Para la glándula no tratada (parte posterior izquierda), se recogieron muestras de leche de 20 mL a las 2 h, 6 h, 12 h y 24 h después de la administración. Las muestras de leche se conservaron en estado de congelación a 40 °C bajo cero a la espera de un análisis más detallado (24).

2.5 Preparación de la muestra

Un gramo de muestra de leche se transfirió delicadamente al tubo de centrífuga (10 mL), seguido de la adición de 4 mL de acetonitrilo. La mezcla se agitó en vórtice durante 3 min y se agitó durante 10 min más, luego se centrifugó a aproximadamente 7.656 ×g durante 10 min a 4 °C. A continuación, la solución de muestra se secó con gas nitrógeno a 40 °C. El precipitado resultante se reformó en una solución de 3 mL que comprendía ácido fórmico acuoso y acetonitrilo en una proporción volumétrica de 95:5. La solución de la muestra se pasó a través de un cartucho de extracción en fase sólida (SPE) (HLB, 60 mg/3 mL) preactivado con 3 mL de metanol y agua, respectivamente. La solución de muestra fluye a través del cartucho de extracción SPE bajo la acción de la gravedad, seguido de la elución del cartucho con metanol de 3 mL de mililitros. A continuación, se repitió el proceso de secado con nitrógeno. Disuelva el precipitado con 1 ml de ácido fórmico acuoso y acetonitrilo. Finalmente, la solución de muestra se recolectó en un vial de muestra de pequeño volumen después de la filtración a través de un filtro de jeringa de 0,22 μm, y la muestra se analizó posteriormente mediante UPLC-MS/MS.

2.6 Condiciones UPLC-MS/MS

Los parámetros para el análisis UPLC se configuraron de la siguiente manera. En el sistema UPLC, el proceso de separación se llevó a cabo utilizando un BEH C de Waters₁₈ columna (50 mm por 2,1 mm por 1,7 μm). Las separaciones cromatográficas se realizaron con un sistema de elución compuesto por metanol como disolvente orgánico (fase A) y ácido fórmico al 0,1% v/v en agua como disolvente acuoso (fase B). El proceso de elución se llevó a cabo con una velocidad de fluido invariable, fijada con precisión en 0,35 mililitros por minuto, empleando un protocolo de gradación lineal: de una duración inicial a 0,9 min se utilizó el 95% de la fase B, que se alteró al 50% en el siguiente corte de 0,9 a 3 min; posteriormente, para el lapso de 3 a 5 minutos, se cambió al 10% de la fase B; y finalmente, en el último intervalo de 5 a 6 min se restauró el 95% de la fase B. Todo el procedimiento se llevó a cabo manteniendo una temperatura de columna de 40 ± 0,5 °C. Para una descripción más precisa de las condiciones de funcionamiento en el modo de ionización positiva (ESI) (Tabla 1). Los parámetros para el monitoreo de reacciones múltiples (MRM) del cefquinoma (Tabla 2).⁺

Tabla 1. Parámetros de MS.

Tabla 2. Parámetros MRM.

2.7 Validación del método

La validación de los métodos tiene una importancia significativa en el desarrollo de los métodos, ya que implica el establecimiento de prerrequisitos analíticos y la verificación de las capacidades de rendimiento del método para garantizar la alineación con dichos prerrequisitos (33). El proceso de validación del método se refiere a los requisitos del Reglamento de Ejecución (UE) 2021/808 de la Comisión. Los criterios evaluados incluyeron la selectividad, el efecto matriz (ME), el límite de detección (LOD), el límite de cuantificaciones (LOQ), la linealidad, la exactitud, la precisión y la estabilidad.

2.7.1 Selectividad y efecto matriz

La yuxtaposición de cromatogramas derivados de leche en blanco y muestras de leche infundidas con cefquinoma sirve como método para evaluar la selectividad (34). La evaluación del efecto de la matriz se determinó contrastando el área de pico de la solución patrón de matriz en blanco (X) con la de la solución patrón de disolvente (Y) (35). Un atributo numérico positivo representa el aumento de la señal, mientras que un atributo negativo denota la disminución de la señal. Cuando el efecto de matriz se sitúa en el 0%, esto implica una interferencia mínima de la matriz. Cuando la magnitud absoluta del efecto matriz es <20%, es razonable considerar que el impacto de la matriz es insignificante. El efecto matriz se vuelve moderado cuando su magnitud absoluta reside entre el 20 y el 50%. Sin embargo, cuando la magnitud absoluta del efecto matriz supera el 50%, equivale a una interferencia intensa de la matriz (36).

2.7.2 LOD y LOQ

El LOD y el LOQ se verificaron inyectando una solución de trabajo estándar de concentración adecuada en la matriz de leche en blanco para preparar muestras con diversas concentraciones añadidas. El LOD se caracteriza por ser la concentración medible más pequeña de un analito en una muestra, lo que provoca una relación señal-ruido (S/N) superior a tres. LOQ se denota como la concentración mínima del analito que puede dar lugar a una relación señal-ruido (S/N) superior a 10.

2.7.3 Linealidad

El análisis de regresión lineal se determinó mediante la preparación de soluciones patrón de cefquinoma a concentraciones de 0,2, 1, 5, 10, 25 y 50 ng/g para construir curvas de calibración de matrices. Al graficar el área del pico correspondiente al ion cuantificador del analito en el eje Y frente a la concentración de la solución estándar en el eje X, se calcularon la ecuación de regresión y el coeficiente de correlación. Se utilizó el método de la curva estándar para determinar las muestras desconocidas diluyendo las muestras de leche con una matriz de leche en blanco para llevar la concentración dentro del rango de la curva estándar.

2.7.4 Exactitud y precisión

Basándose en la tasa de recuperación y el coeficiente de variabilidad obtenidos por el aumento de la leche, se evaluó la exactitud y la precisión. Se aumentaron cuatro concentraciones (0,2, 10, 20 y 40 ng/g) de leche en blanco para determinar las tasas de recuperación. El análisis de seis réplicas de las concentraciones de control de calidad en el mismo día y la evaluación de cinco mediciones de las concentraciones de control de calidad durante cinco días consecutivos evaluaron la exactitud y precisión del método UPLC-MS/MS.

2.7.5 Estabilidad

Se evaluó la estabilidad del cefquinoma en diversas condiciones de almacenamiento. La solución estándar de Cefquinome se almacenó primero a -40 °C para evaluar su estabilidad durante un período de 30 días. Se utilizó la exposición a tres ciclos de congelación-descongelación, pasando de temperatura ambiente a -40 °C, para determinar la estabilidad de congelación-descongelación. Las pruebas de estabilidad a largo plazo implicaron el almacenamiento de estas muestras a -40 °C durante un período prolongado de 90 días. Por último, se analizó la estabilidad de las muestras durante la residencia en la bandeja del automuestreador a 4°C durante 8 h.

2.8 Análisis de parámetros farmacocinéticos

Utilizando el software Phoenix (versión 8.1, Pharsight, Estados Unidos), analice la relación entre la concentración de leche y el tiempo en cada vaca. El análisis de parámetros se realizó mediante modelos no compartimentales y se compararon los principales parámetros farmacocinéticos de dos grupos. Los parámetros farmacocinéticos se presentaron como la media más o menos la desviación estándar (DE). Con base en investigaciones previas, la fórmula de cálculo de la biodisponibilidad relativa (RBA) es la siguiente:

3 Resultados

3.1 Selectividad y efecto matriz

Las sustancias endógenas presentes en la leche de vaca en blanco no interfieren con la medición del compuesto objetivo que se está probando, lo que validó la especificidad del enfoque de prueba. En la Figura 2 se muestra el cromatograma que representa la leche en blanco, la leche en blanco con picos de cefquinoma y la fase móvil en blanco con picos de cefquinoma. Los resultados del efecto matriz mostraron que hubo un aumento de la señal en las concentraciones de adición de la matriz láctea de 0,2 ng/g y 40 ng/g, y una disminución de la señal a 10 ng/g y 20 ng/g (Tabla 3). El efecto de la matriz en la concentración de picos de la matriz láctea de 0,2 ng/g fue del 37,88%, lo que se considera un efecto de matriz media, mientras que los valores absolutos de las otras concentraciones de picos son todos del <20%, categorizados como efectos de matriz débil. La cuantificación del cefquinoma se realizó utilizando la curva de calibración de la matriz para compensar los efectos de la matriz.

Figura 2. Cromatogramas UPLC-MS/MS. (A) El cromatograma de la muestra de leche en blanco. (B) El cromatograma de la muestra de leche en blanco añadida cefquinoma (10 ng/g). (C) El cromatograma del cefquinoma añadido en fase móvil en blanco (10 ng/mL).

Tabla 3. El efecto matricial del cefquinoma en la leche.

3.2 LOD y LOQ

Con una relación señal/ruido (S/N) de ≥3, el valor del límite de detección (LOD) se estableció en 0,1 ng/g. Con una relación S/N de ≥10, el valor límite de cuantificación (LOQ) se estableció en 0,2 ng/g. Los cromatogramas correspondientes se pueden ver en la Figura 3.

Figura 3. Cromatogramas UPLC-MS/MS. (A) El cromatograma de LOD para el cefquinoma. (B) El cromatograma de LOQ para el cefquinoma.

3.3 Linealidad

Sobre la base de la ponderación (1/x²) resultados del análisis de regresión lineal por mínimos cuadrados, la curva de calibración de la matriz para el cefquinoma puso de manifiesto la correlación proporcional entre la concentración de cefquinoma y la respuesta analítica. La relación lineal se confirmó en todo el espectro de concentración de 0,2 ~ 50 ng/g y el coeficiente de correlación (r), superando 0,999 (Tabla 4), reveló una correlación robusta entre la concentración de cefquinoma y su correspondiente intensidad máxima. Las ecuaciones que describen esta calibración, donde X denota concentración e Y denota área de pico, se proporcionan en la Figura 4.

Tabla 4. La ecuación de calibración y los coeficientes de correlación para el cefquinoma.

Figura 4. Curva de calibración para cefquinoma en leche de vaca.

3.4 Exactitud y precisión

La desviación estándar relativa y la recuperación se calcularon tanto para las variaciones intradía como entre días mediante la realización de seis pruebas paralelas en cada concentración, repetidas 5 días. Los resultados se muestran en la Tabla 5. Se ha medido que las tasas de recuperación del cefquinoma en la leche están entre el 97,42 y el 99,94 %, que los coeficientes de variación intralote son del <9,97 % y que el coeficiente de variación entre lotes es del <5,95 %. Con base en los resultados del estudio, el uso del método analítico empleado dio como resultado una cuantificación exacta y precisa del cefquinoma en muestras de leche, satisfaciendo los requisitos para un método confiable.

Tabla 5. Los resultados de exactitud y precisión para el cefquinoma en la leche a cuatro concentraciones distintas. (día = 5, n = 30).

3.5 Estabilidad

La evaluación de la estabilidad del cefquinoma incorporó una variedad de pruebas: solución estándar madre, tres ensayos de congelación-descongelación, bandeja de muestras y estabilidad a largo plazo (Tabla 6). Después de ser sometido a tres ciclos de congelación-descongelación que van desde -40 °C hasta temperatura ambiente, el cefquinoma mantuvo su estabilidad en la leche. También mostró características estables después de 8 h de almacenamiento en una bandeja de muestras a 4 °C y un almacenamiento prolongado de 90 días a -40 °C. Además, las soluciones madre de cefquinoma se mantuvieron estables durante un lapso de 30 días a -40 °C. Los resultados indican que las condiciones anteriores no parecieron afectar la cuantificación del cefquinoma.

Tabla 6. Estabilidad del cefquinoma en diversas condiciones de almacenamiento.

3.6 Análisis de parámetros farmacocinéticos

En la Figura 5 se ilustran los AUC de dos infusiones. A medida que avanzaba el tiempo, las concentraciones de cefquinoma en la leche mostraron una disminución exponencial después de la administración intramamaria. A lo largo de todo el proceso de investigación, no se encontraron ni se informaron eventos adversos. Los AUC para los grupos A y B fueron 300558,57 ± 25052,78 h·ng/mL y 266551,32 ± 50654,84 h·ng/mL, el T_1/2 para los grupos A y B fueron de 5,69 ± 0,62 h y 5,25 ± 1,62 h, la TRM para los grupos A y B fue de 7,43 ± 0,79 h y 4,81 ± 0,78 h, la Cl/F para los grupos A y B fue de 251,14 ± 21,82 mL/h y 290,57 ± 53,98 mL/h, la C_Máximo para los grupos A y B fueron 51786,35 ± 11948,4 ng/mL y 59763,7 ± 8403,2 ng/mL, y la T_Máximo para los grupos A y B fueron iguales a las 0,25 h. Otros parámetros farmacocinéticos se presentaron en la Tabla 7.

Figura 5. Concentraciones medias de leche (±DE) en los cuartos tratados después de la administración intramamaria de cefquinoma. Grupo A = 8 g: 75 mg, Grupo B = 3 g: 75 mg.

Tabla 7. Comparación de los parámetros farmacocinéticos del cefquinoma y la biodisponibilidad relativa entre el grupo A (8 g:75 mg) y B (3 g:75 mg).

4 Discusión

En casos de prevalencia elevada de mastitis inducida por Staphylococcus aureus, la administración intramuscular convencional a corto plazo de cefquinoma puede mostrar una capacidad insuficiente de erradicación de patógenos (37). La tasa de curación de la mastitis en las vacas podría elevarse mediante un régimen prolongado de administración de cefquinoma (38). Sin embargo, la implementación de dicho protocolo se vio limitada por su alto costo y su impracticabilidad (13). Tras la administración de infusiones intramamarias, la concentración del fármaco en la ubre aumentará rápidamente, lo que podría mejorar la eficacia terapéutica del tratamiento de la mastitis (39).

Una deficiencia del modelo de PK de dosis múltiples es que el primer punto de tiempo de muestreo incluido en el modelo puede ocurrir después de C_Máximo y T_Máximo (40). Dará lugar a valores notificados más bajos para el AUC y, por lo tanto, sobreestimará los valores notificados para Cl/F y V_z/F. Además, la administración repetida de cefalosporinas puede conducir a un nivel de saturación de los sitios de unión a proteínas, lo que lleva a la producción de más metabolitos activos no unidos con el paso del tiempo sin crecimiento de T_1/2 (41). Para evitar esta situación, se optó por un modelo de farmacocinética de dosis única para estudiar la farmacocinética del cefquinoma en leche. Los principales parámetros farmacocinéticos de ambas formulaciones se obtuvieron mediante un modelo no auricular.

La determinación de la vida media tiene una importancia significativa en el ámbito de la investigación y el desarrollo (42). Tras la inyección intramamaria de cefquinoma, la vida media (T_1/2) de cefquinoma fueron de 5,69 ± 0,62 h y de 5,25 ± 1,62 h en el grupo A (8 g: 75 mg) y en el grupo B (3 g:75 mg), respectivamente. Este valor difiere de la inyección subcutánea única de cefquinoma en el muslo del ratón (T_1/2 0,35 h) (43), inyección intravenosa de cefquinoma en caballos (T_1/2 2.32 h) (44), vaca (T_1/2 2.12 h) (45) y ovejas (T_1/2 0,78 h) (46). Estas diferencias en los datos indican que las variaciones en la vida media del cefquinoma se deben a diferentes vías de administración y especies animales. En la práctica clínica, la frecuencia y la dosis de administración deben considerarse en función de la duración de la vida media para garantizar una concentración constante y segura del fármaco en el organismo (42). La T_1/2 El número de cefquinoma en la leche obtenida de este estudio puede proporcionar una base para estimar el tiempo necesario para que el fármaco alcance un estado estacionario en la leche de vaca.

La Agencia de Evaluación de Medicamentos Veterinarios de la Unión Europea recomendó 75 mg de cefquinoma por glándula de la enfermedad como dosis de cefquinoma para el tratamiento de la mastitis (47). De manera crucial, la infusión intramamaria de sulfato de cefquinoma del grupo B (3 g:75 mg) disminuyó significativamente el volumen total sin cambiar la masa del fármaco. La reducción del volumen de infusión puede proteger la glándula mamaria de estímulos mecánicos. Después de la administración intramamaria, el cefquinoma se absorbió rápidamente, las concentraciones máximas (C_Máximo) observados a las 0,25 h fueron 51786,35 ± 11948,4 ng/mL y 59763,7 ± 8403,2 ng/mL en el grupo A (8 g:75 mg) y en el grupo B (3 g:75 mg), respectivamente. La fórmula de las infusiones, que mejoró la tasa de difusión a través de la disminución del volumen, había sido la fuente de la discrepancia (48). Las AUC_último fueron 300558,57 ± 25052,78 h·ng/mL y 266551,32 ± 50654,84 h·ng/mL en el grupo A (8 g:75 mg) y en el grupo B (3 g:75 mg), respectivamente. El AUC depende de la dosis del fármaco y de la velocidad a la que se elimina. En nuestro estudio, la dosis efectiva de cefquinoma fue de 75 mg/glándula en todos los casos, pero la Cl/F en el grupo A fue más lenta que en el grupo B, lo que resultó en un mayor AUC.

La FDA estableció el concepto de biodisponibilidad en 1977 (49). La biodisponibilidad es la velocidad y el grado en que el ingrediente activo se absorbe de un medicamento y está disponible en el sitio de acción farmacológica. El método AUC es una forma más rápida, barata y eficaz de proporcionar valores relativos de biodisponibilidad (50). De acuerdo con la fórmula de cálculo de la biodisponibilidad relativa, el RBA es del 88,69%, lo que indica una alta similitud en la exposición clínica entre dos infusiones (51). Estudios previos han documentado que la biodisponibilidad del cefquinoma después de la administración intramuscular fue del 80,38% (52). La biodisponibilidad de la inyección subcutánea de cefquinoma >100% (53). La biodisponibilidad oral de cefixima fue de aproximadamente el 80% (54). Estos casos demuestran que la posibilidad de biodisponibilidad está estrechamente relacionada con las formas farmacéuticas de los fármacos (55).

La Cl/F es un parámetro clave en farmacocinética para evaluar la capacidad del organismo para eliminar el fármaco (56). En el presente estudio, los valores determinados de Cl/F fueron de 251,14 ± 21,82 mL/h y de 290,57 ± 53,98 mL/h para el grupo A (8 g: 75 mg) y el grupo B (3 g: 75 mg), respectivamente. Los resultados indican que la infusión intramamaria de cefquinoma del grupo B (3 g: 75 mg) presentó un proceso de eliminación del fármaco más rápido en comparación con el grupo A (8 g: 75 mg). Además, el tiempo medio de residencia (TMT) se refiere al tiempo durante el cual un fármaco permanece en interacción directa con su diana biológica (57). Estudios previos han demostrado que el tiempo de residencia se ha identificado como un predictor potencial de la eficacia del fármaco in vivo (58). En el presente estudio, la TRM fue de 7,43 ± 0,79 h y de 4,81 ± 0,78 en el grupo A (8 g:75 mg) y en el grupo B (3 g:75 mg), respectivamente. Los resultados sugieren que el grupo B (3 g: 75 mg) presentó un tiempo medio de residencia más corto. Por lo tanto, la influencia de la farmacocinética debe analizarse en función de circunstancias específicas. Los hallazgos de Cl/F sugieren que el uso de la infusión del grupo B tiene el potencial de acortar el período de retirada de la leche. La leche tiene importantes beneficios económicos para la industria láctea y la dieta en general, y un tiempo de extracción más corto es favorable. El acortamiento del período de retirada de la leche reduce la pérdida de leche al tiempo que garantiza la inocuidad alimentaria de la leche para salvaguardar la salud humana (59).

En este estudio, se detectaron concentraciones extremadamente mínimas de cefquinoma (0,43-2,70 ng/mL) en la glándula no tratada, lo que es similar a los resultados de investigaciones anteriores (24). El resultado indica que el cefquinoma exhibe una penetración limitada a través de la barrera hematopomamaria. Esto confirma el hallazgo de Rasmussen, quien observó poca difusión del cefquinoma en el tejido, e indicó que el fármaco permanece principalmente dentro de las regiones de la ubre (39). Posteriormente, Kietzmann et al. informaron que las concentraciones detectadas de cloxacilina dentro de las muestras de perfusión estaban por debajo del límite de cuantificación, lo que potencialmente sugiere que la absorción del fármaco de las regiones de la ubre a la circulación sistémica fue menor (60). Como es bien sabido, el rumen es un órgano que contiene una gran comunidad microbiana. El tratamiento sistémico puede provocar desequilibrios en el microbioma intestinal y la destrucción del ecosistema (61). Por el contrario, el enfoque de administración intramamaria prolonga la duración de la acción del fármaco en la glándula y mitiga los efectos secundarios comunes asociados con la infusión sistémica de fármacos (62).

La eficacia terapéutica de los antimicrobianos β-lactámicos se decidió por la duración de la exposición de los agentes infecciosos a concentraciones superiores a la concentración mínima inhibitoria (63). El cefquinoma exhibió una muerte dependiente del tiempo que exhibe efectos bactericidas cuando la concentración en el órgano controlado por el objetivo excedió la concentración inhibitoria mínima (MIC) del patógeno (64, 65). Los estudios han demostrado que la CMI de Staphylococcus aureus, especies de Streptococcus y Escherichia coli aisladas de vacas fue de 0,5 a 1 μg/ml, 0,25 a 0,5 μg/ml y 0,06 a 0,13 μg/ml, respectivamente (46). En el presente estudio, el cefquinoma mostró concentraciones sostenidas en glándula por encima de 1 μg/mL durante 12 h. Por lo tanto, el régimen de dosificación de 75 mg/glándula con intervalos de 12 h debe ser apropiado cuando se utiliza la perfusión intramamaria de sulfato de cefquinoma en vacas para el tratamiento de la mastitis.

En conclusión, nuestro estudio estableció un método UPLC-MS/MS para estudiar la farmacocinética de dos infusiones intramamarias de sulfato de cefquinoma. Dos infusiones exhiben un comportamiento farmacocinético similar y el RBA es del 88,69% y comparten un régimen de dosificación idéntico. Este estudio proporciona información valiosa para la medicación clínica veterinaria y la toma de decisiones.

Declaración de disponibilidad de datos

Las contribuciones originales presentadas en el estudio están incluidas en el artículo/Material complementario, las consultas adicionales pueden dirigirse a los autores correspondientes.

Declaración ética

Los estudios en animales fueron aprobados por el Comité de Uso y Cuidado de los Animales del Instituto de Investigación de Piensos de la Academia China de Ciencias Agrícolas (IFR-CAAS20230309). Los estudios se llevaron a cabo de acuerdo con la legislación local y los requisitos institucionales. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los propietarios para la participación de sus animales en este estudio.

Contribuciones de los autores

SL: Redacción – borrador original, Redacción – revisión y edición, Metodología, Software, Validación. NY: Metodología, Software, Validación, Redacción – borrador original, Redacción – revisión y edición. YT: Curación de datos, Análisis formal, Metodología, Software, Redacción, revisión y edición. CL: Conceptualización, Escritura – borrador original. YZ: Conceptualización, Escritura – borrador original. XC: Análisis formal, Investigación, Escritura – borrador original. HW: Curación de datos, Recursos, Visualización, Escritura – borrador original. XL: Adquisición de fondos, Administración de proyectos, Redacción – borrador original, Redacción – revisión y edición. YL: Adquisición de fondos, Administración de proyectos, Supervisión, Redacción, revisión y edición.

Financiación

El/los autor/es declaran/n que se recibió apoyo financiero para la investigación, autoría y/o publicación de este artículo. Este trabajo fue financiado por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo Clave de China (subvención n.º 2023YFD1800100) y el Proyecto Nacional de Investigación y Desarrollo Clave (2021YFD1800700).

Conflicto de intereses

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, ni las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o afirmación que pueda ser hecha por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Material complementario

El material complementario para este artículo se puede encontrar en línea en: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fvets.2024.1384076/full#supplementary-material

Referencias