Razvoj in vrednotenje mikrokapsul za dostavo LK-423 v kolon na živalskih modelihNovak, Polona (Avtor) Bogataj, Marija (Mentor) LK-423vrednotenje jedermikrokapsulealginatdostavni sistemiCiljana dostava učinkovine v kolon je zanimiva tako z vidika zdravljenja lokalnih bolezni debelega črevesa kot tudi za sistemsko dostavo učinkovin. Sistemi za dostavo učinkovine v kolon izkoriščajo specifične lastnosti prebavnega trakta, zato govorimo o dostavnih sistemih, katerih sproščanje je pH-, časovno-, encimsko- ali s pritiskom nadzorovano. Cilj doktorske naloge je bil, da na osnovi študij interakcij med komponentami dostavnega sistema in vrednotenja vplivov parametrov metod priprave ter določitve fizikalno-kemijskih, biofarmacevtskih in farmakokinetičnih lastnosti učinkovine in dostavnega sistema, razvijemo, optimiramo in ovrednotimo farmacevtsko obliko - mikrokapsule, ki bo zagotavljala optimalno učinkovitost LK-423, učinkovine s protivnetnim delovanjem, pri zdravljenju vnetne črevesne bolezni. Kot izhodišče raziskav so nam služile mikrokapsule, razvite na Katedri za biofarmacijo in farmakokinetiko v okviru raziskovalnega dela na področju ciljane dostave v kolon, ki so predstavljale enega od možnih tehnoloških pristopov za uresničitev osnovne ideje doseganja ciljane dostave v kolon. V skladu s to idejo, ki temelji na združitvi encimsko, časovno in pH nadzorovanih mehanizmov sproščanja v dostavnem sistemu, so mikrokapsule sestavljene iz polisaharidnega jedra, ki se specifično razgradi v kolonu z encimi bakterijske mikroflore, notranje ovojnice, ki zadrži sproščanje učinkovine v tankem črevesu, in zunanje gastrorezistentne ovojnice, ki ščiti dostavni sistem v želodcu. V prvem delu smo se osredotočili na optimizacijo izdelave polisaharidnih jeder z metodo ionotropnega geliranja. Na modelnem sistemu teofilin/alginat smo sistematično proučili vpliv dejavnikov sestave (učinkovina, polnila) in procesa (čas utrjevanja, koncentracija, temperatura in pH raztopine kalcijevega klorida, način sušenja) na lastnosti jeder s poudarkom na vsebnosti učinkovine, kinetiki sproščanja učinkovine iz jeder in obliki ter morfoloških lastnostih jeder. S pomočjo tehnik kot so diferenčna dinamična kalorimetrija, infrardeča spektroskopija in rentgenska praškovna difrakcija smo skušali opredeliti interakcije med komponentami sistema in ovrednotiti vpliv različnih sestavin in pogojev priprave na fizikalno stanje učinkovine in lastnosti jeder. Na osnovi spoznanj, pridobljenih v teh študijah, smo definirali kritične parametre ionotropnega geliranja in razvili enostaven in avtomatiziran postopek priprave polisaharidnih jeder z LK-423 z visokim izkoristkom vgradnje učinkovine in primerno obliko za nadaljnje oblaganje. Za uspešno dostavo učinkovine v kolon smo v skladu s pogoji v prebavnem traktu posamezne živalske vrste (podgane in psa) postavili pogoje in vitro testov sproščanja, ki čim bolje posnemajo in vivo pogoje, ter določili kriterije kinetike sproščanja učinkovine iz mikrokapsul. Kinetiko sproščanja smo prilagodili tem kriterijem z variiranjem sestave (razmerje polimerov Eudragit® RS in RL) in količine notranje obloge, ki zadrži sproščanje učinkovine vzdolž tankega črevesa, ter zunanjo gastrorezistentno oblogo, ki ščiti dostavni sistem v želodcu. Za razvoj dostavnega sistema, ki zagotavlja optimalno terapevtsko učinkovitost spojine, je ključno tudi poznavanje fizikalno-kemijskih, biofarmacevtskih in farmakokinetičnih lastnosti spojine in dostavnega sistema. Populacijska farmakokinetična analiza plazemskih koncentracij po intravenski aplikaciji LK-423 raztopine podganam in psom je pokazala, da se LK-423 omejeno porazdeljuje in hitro izloči iz organizma. Nizka biološka uporabnost po peroralni aplikaciji suspenzije učinkovine je najverjetneje povezana z nizko permeabilnostjo učinkovine, ki je posledica njenih fizikalno-kemijskih lastnosti. Na osnovi in vitro profilov sproščanja učinkovine iz mikrokapsul in plazemskih profilov, dobljenih po peroralni aplikaciji mikrokapsul, ter najdenih delov ovojnic mikrokapsul v izločenem blatu lahko predvidevamo, da mikrokapsule zadržijo sproščanje učinkovine v zgornjih predelih prebavnega trakta in da sproščanje poteče pretežno v spodnjih predelih prebavnega trakta. Vse te ugotovitve nakazujejo, da so mikokapsule učinkovit sistem za dostavo učinkovine v kolon. Smiselnost razvoja in optimizacije mikrokapsul za dostavo LK-423 v kolon smo potrdili z in vivo poskusom, kjer smo na podganjem modelu ulcerativnega kolitisa primerjali terapevtsko učinkovitost v nalogi razvitih mikrokapsul z učinkovitostjo peroralno in rektalno aplicirane učinkovine v obliki suspenzije. Študija je pokazala, da se klinični simptomi pri vseh živalih, ki so prejemale LK-423, hitreje izboljšujejo v primerjavi z nezdravljeno skupino z izzvanim kolitisom, najbolj fiziološka obnova sluznice pa je bila opazna pri živalih, ki so prejemale LK-423 mikrokapsule, kar je najverjetneje posledica z mikrokapsulami dosežene lokalne dostave učinkovine v bližino mesta delovanja. Na podlagi teh rezultatov lahko zaključimo, da so mikrokapsule za dostavo LK-423 v kolon učinkovit dostavni sistem za zdravljenje vnetnih bolezni debelega črevesja. V nalogi smo s proučevanjem interakcij med komponentami farmacevtske oblike, biofarmacevtskim in farmakokinetičnim vrednotenjem učinkovine in dostavnega sistema optimirali mikrokapsule za dostavo LK-423 v debelo črevo psa in podgane ter z in vivo poskusom pokazali prednosti ciljane dostave LK-423 v debelo črevo s pomočjo v nalogi razvitega dostavnega sistema. Spoznanja, pridobljena v raziskavah, predstavljajo pomemben prispevek na področju ionotropnega geliranja in razvoja farmacevtskih oblik za ciljano dostavo učinkovine v kolon.[P. Smrdel]20082021-05-13 12:35:47Doktorska disertacija127025UDK: 542COBISS_ID: 2422897sl