Verkapselung von Krebstherapeutikum Dacarbazin Verwendung von Nanostrukturierte Lipid-Träger

Zusammenfassung

Das am häufigsten verwendete Verfahren für nanostrukturierte Lipidträger (NLC) Synthese beinhaltet Öl-in-Wasser-Emulsion, Homogenisieren und Erstarren. Dies wurde hier modifiziert durch hohe Scherdispersion nach der Verfestigung Aufbringen einer NLC mit erwünschten Größe, verbesserte Wirkstoffverkapselung und Wirkstoffbeladung Effizienz als potenzielle Träger für Dacarbazin Lieferung zu erreichen.

Zusammenfassung

Die einzige Formel Dacarbazin (Dac) in der klinischen Anwendung ist die intravenöse Infusion, eine schlechte therapeutisches Profil aufgrund der geringen Dispersität des Arzneimittels in wässriger Lösung vor. Um dies zu überwinden, wird eine nanostrukturierte Lipidträger (NLC), bestehend aus Glycerylpalmitostearat und Isopropylmyristat wurde entwickelt Dac zu verkapseln. NLCs mit kontrollierter Größe wurden unter Verwendung hoher Scherdispersion (HSD) nach dem Erstarren von Öl-in-Wasser-Emulsion erreicht wird. Die Syntheseparameter, einschließlich der Tensidkonzentration, die Geschwindigkeit und die Zeit des HSD optimiert wurden die kleinste NLC mit Größe, Polydispersionsindex und Zeta-Potential von 155 ± 10 nm zu erreichen, 0,2 ± 0,01, und -43,4 ± 2 mV, respectively. Die optimalen Parameter wurden auch für Dac belastete NLC Zubereitung eingesetzt. Die resultierende NLC mit Dac geladen besaß Größe, Polydispersitätsindex und Zetapotential von 190 ± 10 nm, 0,2 ± 0,01, und -43,5 ± 1,2 mV sind. Die Wirkstoffverkapselung efzienz und Wirkstoffbeladung erreicht 98% und 14% betragen. Dies ist der erste Bericht über die Verkapselung von Dac mit NLC, was impliziert, dass NLC ein neuer potentieller Kandidat als Arzneimittelträger sein könnte, das therapeutische Profil von Dac zu verbessern.

Einleitung

Dacarbazin (Dac) ein Alkylierungsmittel , die anti-Tumoraktivität durch Nukleinsäuren Methylierung oder direkte DNA damage ^1, was zu Zellzyklusarrest und Zelltod ausübt.

Als erste chemotherapeutische Mittel hat Dac allein oder in Kombination mit anderen Chemotherapeutika wurden ^2-6 zur Behandlung verschiedener Krebsarten verwendet. Es ist das am meisten Wirkstoff bisher bei der Behandlung von Haut- und des metastasierenden Melanoms verwendet, die die aggressivste Form von Hautkrebs ^3,7,8 ist. Die Reaktionsrate, jedoch nur 20% am besten, und die therapeutischen Effekte sind häufig mit schweren systemischen Nebenwirkungen begleitet.

In seiner natürlichen Form ist Dac hydrophil und ist instabil aufgrund seiner Lichtempfindlichkeit ^9. Die einzige verfügbare Formel für die klinische Verwendung ist derzeit ein steriles Pulver zur intravenösen Infusion ^7,8 in Suspension eingesetzt werden. Die niedrige Ansprechrate und hohe systemische Toxizität raß des Medikaments ist im Wesentlichen auf seine schlechte Wasserlöslichkeit, daher geringe Verfügbarkeit bei Zielort und eine hohe Verteilung an Nicht-Zielstellen, die die maximale Dosis des Medikaments begrenzt ^10. Der schnelle Abbau und Stoffwechsel nach der intravenösen Aufnahme zusammen mit der Entwicklung von Medikamentenresistenz begrenzen die klinische Anwendung und therapeutische Wirkung des Medikaments ^11. Daher besteht ein dringender Bedarf für die Behandlung von malignem Melanom alternative Dac-Formulierungen zu entwickeln.

Kolloidale Systeme , die Liposomen, Mizellen oder nanostrukturierte Partikel wurden für ihre Verwendung im Bereich Drug Delivery intensiv untersucht , wie von Marilene prüft et al. ¹² Nanostrukturierte Partikel als potentielle Arzneimittelträger anzieht wurden in den letzten zehn Jahren aufgrund ihrer Fähigkeit , zunehmende Aufmerksamkeit Wirkstoffbeladung zu erhöhen Effizienz, Kontrolle Arzneimittelfreisetzung, zur Verbesserung der Arzneimittel Pharmakokinetik und Bioverteilung und daher reduce Medikament systemische Toxizität ^13. Nur wenige Nanoformulierungen haben jedoch bisher für Dac Lieferung sucht des Arzneimittels aus photo - Degeneration, erhöhter Arzneimittellöslichkeit und eine verbesserte therapeutische Wirkung ^10,14,15 zeigt Schutz. Allerdings sind diese Formulierungen litt unter niedrigem Einkapseln Effizienz, während einige auch synthetische Polymer-Nanopartikel verwenden, die nicht kosteneffektiv sind.

Nanostrukturierte Lipidträger (NLC), die aus einer Mischung von festen und flüssigen Lipiden, wurden für die Arzneimittelabgabe ^16,17 entwickelt. Die Medikamente gekapselt werden oft löslich sowohl in den flüssigen Lipiden und Lipiden feste Phasen ^18, was zu einer hohen Belastung und kontrollierte Freisetzung ^19. Diese Studie zielt darauf ab, eine neue Dac Formulierung basierend auf NLC-Verkapselung mit Glycerylpalmitostearat und Isopropylmyristat als Lipide zu entwickeln. Die Herstellung beteiligt Öl-in-Wasser-Emulsion, Verdunstung, Verfestigung und homogenization. Die Vorbereitungen wurden für die NLC Größe, Form, Ultrastruktur, und die Dispersität, Drogen Verkapselungswirksamkeit und Wirkstoffbeladung ²⁰ gekennzeichnet.

Protokoll

1. Herstellung der Öl-in-Wasser-Emulsion

1. Wiegen Glycerylpalmitostearat (120 mg), Isopropylmyristat (60 mg), d-α-Tocopheryl-Polyethylenglykol-Succinat (30 mg) und Sojabohnen-Lecithin (30 mg), und diese in 12,5 ml von organischen Lösungsmitteln (6,25 ml Aceton und 6,25 ml Ethanol). Schnell das Gemisch bei der Temperatur 70 ° C (5 ° C über dem Schmelzpunkt des festen Lipids) in Wasserbad auflösen.
2. Fügen entweder 125, 250 oder 375 mg Poloxamer188 in 12,5 ml ddH ₂ O 1-3% (jeweils) von Poloxamer 188 - Lösung zu erreichen, die wie oben dem Erhitzen bei der gleichen Temperatur ausgesetzt ist.
3. Fügen Sie die wässrige Phase Lösung aus Schritt 1.2 zu der Ölphasenlösung aus Schritt 1.1 tropfenweise Emulsionen unter magnetischem Rühren bei 400 UpM zu bilden. Rühren Sie die Emulsion bei 400 rpm für weitere 4 h Verdampfung der organischen Lösungsmittel zu ermöglichen.

2. Erstarren und Homogenisieren

1. Lassen Sie ter Emulsion in einem Kühlraum (4 ° C) für 2 Stunden zur Verfestigung / kristallisieren.
2. Zur Erzielung NLC, unterziehen die Emulsion zu hohen blossen Dispersion (HSD) mit einem Homogenisator bei 10.000-15.000 rpm für 10-40 min.

3. Optimierung der NLC Vorbereitung

1. Proben zu entnehmen, aus dem Schritt 2.2 mit einer Tensidkonzentration von 1, 2 und 3% unterzieht HSD bei Geschwindigkeiten von 10.000, 15.000 und 20.000 Umdrehungen pro Minute bzw. und Zeitintervallen von 10, 20, 30 und 40 min,
2. Überprüfen Sie die Proben für die Partikelgröße (PS), Poly Dispersionsindex (PDI), Morphologie und Ultrastruktur ^20.
   Hinweis: Die Parameter, die Partikel mit der kleinsten Größe (155 nm) und PDI (0,2) Wert erzeugen, werden als optimal bestimmt.

4. Herstellung von Dac belasteten NLC (NLC-Dac)

1. Bereiten Ölphasenlösung, wie in Schritt 1.1 mit der Zugabe von Dac (70 mg) beschrieben, bevor die Mischung bei 70 ° C in einem Wasserbad aufgelöst.
2. Prepare eine wässrige Phase Lösung, wie in Schritt 1.2 mit 1% Tensid beschrieben, und fügen diese Lösung zu dem in Schritt 4.1 tropfenweise vorbereitet bei 400 rpm eine Emulsion unter magnetischem Rühren zu bilden. Rühren Sie die Emulsion für weitere 4 Stunden die organischen Lösungsmittel zu verdampfen.
3. Verlassen die Emulsion in einem Kühlraum (4 ° C) für 2 Stunden zur Verfestigung / kristallisieren, wie in Schritt 2 beschrieben ist, und schließlich die Emulsion zu unterziehen hoher Scherung Dispersion (HSD) bestimmt, um die optimalen Parameter unter Verwendung der in Schritt 3.

Ergebnisse

Die Präparate der NLC und NLC-Dac Verwendung Glycerylpalmitostearat und Isopropylmyristat mit verschiedenen Parametern wurden für PS, PDI, Morphologie und Ultrastruktur ²⁰ aus. Die PS und PDI der NLCs waren Tensidkonzentration, HSD Geschwindigkeit und Dauer abhängig. Wie beurteilt durch PS und PDI der NLCs, wurden die besten Ergebnisse mit 1% Tensid und eine reine Dispersionsgeschwindigkeit von 15000 Upm für NLC für 30 min (1A, B und C...

Diskussion

Lipid-basierte nanostrukturierten Partikel wurden, um eine stark lipophile Träger für die Abgabe von hydrophoben Arzneimitteln zur Verfügung zu stellen verwendet. Ein NLC ist die zweite Generation von festen Lipidnanostrukturierten Träger, die bei Raum- und Körpertemperatur fest sind. Die Einarbeitung eines festen Lipids in einer flüssigen Lipid in einem NLC führt zu einer weniger perfekten Kristallisation, wodurch die Erhöhung der Arzneimittelbeladungseffizienz und die Austreibung von eingekapselten Medikamenten währen...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Dacarbazin (DAC)	Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)	D2390-100MG	Medikament zum Hochladen von
Glycerylpalmitostearat	Gattefossé (Saint_Priest_cé dex, Frankreich)	85251-77-0	festes Lipid
d-α- Tocopherol-Polyethylenglykol-Succinat (TPGS)	Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)	57668	Lipidphasentensid
Poloxamer 188	Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)	15759-1KG	Flüssigphasentensid
Aceton	Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)	650501-1L	organisches Lösungsmittel
Ethanol	Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)	459836-1L	organisches Lösungsmittel
Sojalecithin (SL)	Cuisine Innovation (Dijon, Frankreich)	SLL1402	Lipidphasentensid
Doppelt destilliertes Wasser wurde in unserem Labor aus dem	Millipore-Q Gradient A10 Reinstwassersystem (Millipore, Frankreich)	gesammeltSAS - 67120	wässrige Phase
T 25 digital ULTRA-TURRAX	IKA	3725000	als High-Shear-Dispergierer
Heizplatten-Magnetrührer	Scientific Support, Inc	1454	Emulsions-Homogenisierung