Tehnološki pristopi za razvoj na lipidih osnovanih trdnih sistemovBolko Seljak, Katarina (Avtor) Gašperlin, Mirjana (Mentor) Kerč, Janez (Komentor) farmacevtska tehnologijafarmacevtske oblikezdravilne učinkovinetopnostna lipidih osnovani sistemipolifenoliresveratrolvrednotenjedisertacijeNa lipidih osnovanim sistemom se pripisuje vedno večji pomen pri izboljšanju biološke uporabnosti (BU) in omogočanju komercialne uporabe slabo topnih spojin, število katerih se v zadnjem času na področju novih zdravilnih učinkovin (ZU) izrazito povečuje. Vgradnja učinkovin v omenjene formulacije pogosto omogoča ustrezno solubilizacijo in posledično povečanje topnosti učinkovin, vendar pa prinaša tudi edinstvene izzive na področju razvoja in vrednotenja teh formulacij. Na lipidih osnovani sistemi poleg izboljšane topnosti vplivajo tudi na stabilnost ZU v gastrointestinalnem traktu (GIT), obseg absorbcije iz GIT ter možnost absorbcije ZU v limfni obtok. Prav prebava v GIT in tamkajšnji spremenljivi pogoji otežujejo in vitro vrednotenje teh formulacij, ki bi učinkovito napovedovalo in vivo dogodke. V Poglavju 1 smo se osredotočili predvsem na predstavitev fizioloških procesov, ki sledijo peroralnemu vnosu na lipidih osnovanih sistemov ter pregledu obstoječih modelov in vitro lipolize, ki se razvijajo z namenom vrednotenja teh sistemov. V zadnjem času pridobivajo vse več pozornosti učinkovine naravnega izvora. Polifenoli obsegajo kar 8000 spojin s perspektivnimi biološkimi učinki. Eden najbolj znanih predstavnikov te skupine spojin je resveratrol. Navkljub svojim obetavnim biološkim učinkom, ki jih izkazuje, njegovo klinično uporabo močno ovirajo njegove slabe biofarmacevtske lastnosti, med katerimi je tudi slaba vodotopnost. V Poglavju 2 smo se zato osredotočili na razvoj inovativnega samo-mikroemulgirajočega sistema (SMES) z mešano lipidno fazo, v katerega smo vključili biološko aktivnejši izomer resveratrola, trans-resveratrol (v nadaljevanju naloge trans-resveratrol navajamo v poenostavljeni obliki zapisa kot »resveratrol«). SMES, morda najbolj perspektivne izmed na lipidih osnovanih sistemov, definiramo kot izotropne zmesi oljne faze, emulgatorja, koemulgatorja in hidrofilnih sotopil. Po vnosu v GIT sledi razredčenje formulacije s tam prisotno tekočino, pri čemer iz SMES nastanejo mikroemulzije. Z uporabo lipidne faze iz heterogenih lipidnih komponent, ricinusovega olja (dolgoverižni trigliceridi) in Capmul-a MCM (mešanica srednjeverižnih mono- in di-gliceridov) smo uspešno zasnovali formulacijo SMESa z mešano lipidno fazo z manjšo vsebnostjo površinsko aktivnih snovi (PAS) (Kolliphor EL1/RH 402/RH 603) – 60 % celotne mase SMESa. Slednjim smo se želeli izogniti zaradi dražečega vpliva na GIT v večjih količinah. 1 Kolliphor EL (staro ime Cremophor EL) …PEG 35 ricinusovo olje Po uspešnem izboljšanju vodotopnosti resveratrola smo raziskovali, ali vpliva vgradnja resveratrola v SMES tudi na druge njegove lastnosti, kot sta permeabilnost in citotoksičnost. Najprej smo razvili nov SMES z mešano lipidno (ricinusovo olje/Capmul MCM 1:1) in mešano fazo površinsko aktivnih snovi (Kolliphor EL/Kolliphor RH 40 1:1), ki je imel odlične samo-mikroemulgirajoče lastnosti ter omogočal zelo hitro sproščanje vanj vgrajenega resveratrola (Poglavje 3). Resveratrol ima kljub slabi topnosti sicer dobre absorptivne lastnosti, ki pa zaradi obsežnega predsistemskega metabolizma ne pripomorejo k višji BU. Na modelu podganjega črevesja in Caco-2 celicah smo pokazali, da vgradnja resveratrola v SMES zmanjša efluks dveh metabolitov resveratrola (glukuronida in sulfata) v sekretorno smer. Na ta način povečamo koncentracijo metabolitov, ki bi se na mestu delovanja lahko pretvorili nazaj v resveratrol. Potrdili smo, da je vzrok za ta pojav mehanizem zaviranja MRP in P-gp transporterjev, kar povzročita PAS komponenti SMESa. Sama SMES formulacija brez vgrajenega resveratrola ni imela toksičnega učinka na Caco-2 celice. To pa ni veljalo za raztopino resveratrola, vendar pa je njegova vgradnja v SMES deloma zmanjšala citotoksičnost. Za na lipidih osnovane sisteme je zaradi narave komponent značilno tekoče agregatno stanje. Čeprav je na tržišču nekaj tekočih formulacij, pa so slednje manj sprejemljive tako za bolnike kot za farmacevtsko industijo. Polnjenje lipidnih formulacij v želatinske kapsule pa je problematično predvsem zaradi možnih nekompatibilnosti med vsebino in kapsulo. V Poglavju 4 smo opisali transformacijo tekočega SMESa v samo-mikroemulgirajoče (SME) prahove in tablete. SME prahove smo pripravili z adsorpcijo na trdne nosilce (amorfni silicijev dioksid Sylysia® 350 in Syloid® 244FP; granulirani magnezijev alumino-metasilikat Neusilin® US2). Prahove smo nato stisnili v 600 mg SME tablete. Tako s SME prahovi kot tabletami smo uspešno ohranili samo-mikroemulgirajoče lastnosti tekočega SMES. Pozornost pa vzbuja dejstvo, da se med testom raztapljanja SMES z izbranih nosilcev ni popolnoma desorbiral, posledično pa se ni sprostil ves vgrajeni resveratrol. Odkrili smo, da s spremljanjem sproščenih prostih maščobnih kislin med in vitro lipolizo SMES ta pojav spregledamo. Ugotovili pa smo pozitiven učinek tako tekočega kot trdnih SMES na stabilnost resveratrola med pospešenim testom stabilnosti (90 dni pri 40°C), saj smo z njimi uspeli zadržati več kot 90% nespremenjenega resveratrola . 2 Kolliphor RH40 (staro ime Cremophor RH40) …PEG 40 hidrogenirano ricinusovo olje 3 Kolliphor RH60 (staro ime Cremophor RH60) …PEG 60 hidrogenirano ricinusovo olje. V zadnjem koraku smo se osredotočili še na razvoj večenotnih samomikroemulgirajočih trdnih farmacevtskih oblik. V Poglavju 5 smo izboljšali izdelavo mikrokapsul s samo-mikroemulgirajočim (SMES) jedrom z metodo z vibrirajočo membrano. Naš namen je bil razviti postopek, ki bi omogočal ponovljivo izdelavo mikrokapsul (MK) z visoko učinkovitostjo vgradnje modelne ZU furosemida, za katerega je značilna tako slaba topnost kot slaba absorpcija. Ovojnico mikrokapsul smo optimizirali glede na razmerje med alginatom in pektinom (A/P) ter vsebnost hidrofilnih polnil. Tako smo ovojnico najbolje oblikovanih MK z visoko učinkovitostjo vgradnje izdelali iz raztopine polimera z razmerjem A/P 25:75, vsebnostjo laktoze 10% in z utrjevanjem ovojnice v enem koraku. MK smo sušili v zvrtinčeni plasti in nato ovrednotili sproščanje ZU in nabrekanje polimernega ogrodja. Odkrili smo, da je dodatek hidrofilnih polnil v ovojnico uspešno omejil iztekanje jedrne faze med postopkom priprave in sušenjem MK. Poleg tega lahko z dodatkom različnih hidrofilnih polnil profil sproščanja iz A/P mikrokapsul pospešimo ali upočasnimo. Osvetlitev kritičnih dejavnikov nekaterih problemov, s katerimi se srečujemo pri razvoju na lipidih osnovanih sistemov, ki smo jih opisali v pričujoči doktorski nalogi, bo prispevala k boljšemu razumevanju teh formulacij in tudi k razvoju bolj učinkovitih na lipidih osnovanih trdnih sistemov.Tako lahko v prihodnosti pričakujemo njihovo še večjo razširjenost na trgu v obliki registriranih gotovih zdravil. [K. Bolko Seljak]20162023-01-12 08:06:54Doktorska disertacija143779UDK: 661.12:547.56(043.3)COBISS_ID: 288017152sl