Entwicklung, Charakterisierung und Evaluierung von CAGE-basierten ionischen Flüssigkeitssystemen für die transdermale Verabreichung

Summary

In diesem Protokoll wird die Standardisierung für die Herstellung von CAGE-basierten Systemen mit ionischen Flüssigkeiten erörtert, um die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten und den gesamten Arbeitsablauf in verschiedenen wissenschaftlichen Labors zu rationalisieren.

Abstract

Ionische Flüssigkeiten haben in jüngster Zeit bemerkenswerte Anerkennung für ihre Anwendungen bei der Arzneimittelverabreichung erhalten, insbesondere für ihr Potenzial, die Penetration von Arzneimitteln auf der Haut zu ermöglichen und die Permeation von Arzneimitteln zu verbessern. Ionische Flüssigkeiten verbessern nicht nur die Barrierepermeabilität, sondern haben auch hervorragende Solvatationseigenschaften, die die Herausforderung des Auflösens schwer löslicher Arzneimittel bewältigen. Aufgrund der großen Asymmetrie zwischen den organischen Kationen und Anionen bleiben diese Funktionssalze bei Raumtemperatur flüssig. Aus Anwendungssicht bieten ionische Flüssigkeiten einen vielversprechenden und hochgradig abstimmbaren Ansatz, um mehrere therapeutische Bereiche zu bedienen. Eine biokompatible ionische Flüssigkeit, die aus Cholin und Geraninsäure (CAGE) in einem stöchiometrischen Ionenverhältnis von 1:2 besteht, birgt ein immenses Potenzial für die transdermale Verabreichung einer Vielzahl von pharmazeutischen Wirkstoffen, einschließlich kleiner Moleküle, Peptide, Proteine und Nukleinsäuren. Dies hat nur minimale Auswirkungen auf die Funktion der Hautbarriere. Im Folgenden stellen wir Ihnen unsere Methoden zur Vorbereitung, Charakterisierung und Bewertung von KAGE vor. Repräsentative Ergebnisse werden für die CAGE-Charakterisierung mittels NMR-Spektroskopie, dynamische Differenzkalorimetrie, Karl-Fischer-Titration für die Wassergehaltsanalyse und ex vivo Barriere-Interaktionsstudien an Schweinehaut gezeigt.

Introduction

Die Haut ist das größte und lebenswichtigste Organ des Körpers und dient als Schutzbarriere gegen Schadstoffe und beugt^gleichzeitig Wasserverlust vor 1. Gleichzeitig bietet das Auftragen von Medikamenten auf und durch die Haut eine Vielzahl von Vorteilen. Im Vergleich zu Injektionen und oraler Verabreichung erhöht die kutane Verabreichung die Compliance des Patienten und vermeidet den First-Pass-Metabolismus in der Leber². Insbesondere bei Hauterkrankungen zeichnen sich kutan verabreichte Formulierungen dadurch aus, dass sie eine lokalisierte Wirkung erzielen und die systemische Expositi....

Protocol

Alle experimentellen Verfahren wurden in Übereinstimmung mit der Richtlinie 2010/63 der Europäischen Union durchgeführt und von der dänischen Veterinär- und Lebensmittelbehörde zugelassen (Lizenz-Nr. DK-13-oth-931833).

1. CAGE-Präparation durch Salzmetathesereaktion

1. Rekristallisation von Geraninsäure (85% Reinheit, mol wt 168,23 g/mol)
   1. Nehmen Sie einen 500-ml-Rundkolben und messen Sie sein Gewicht.
   2. 40,0 g Geraninsäure werden in den Kolben gewogen. Dies entspricht 0,2 mol Geransäure.
   3. Geraninsäure in einem 70:30 % (w/w) Geraninsäure:Aceton rekristal....

Results

NMR-Spektren
Das Ziel dieser Technik ist es, die erfolgreiche Bildung von CAGE durch Analyse der chemischen Umgebungen von Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen mittels ¹H- und ¹³C NMR-Spektroskopie zu bestätigen. Die resultierenden Spektren liefern charakteristische chemische Verschiebungen, Spaltungsmuster und Integrationswerte, die die molekulare Struktur und Zusammensetzung des synthetisierten IL widerspiegeln. Das Protonen-NMR-Spektrum in Abbildung 1

Discussion

Die in dieser Arbeit beschriebene Präparationsmethode von CAGE wurde aus der Literatur^{übernommen 15}. Es ist jedoch wichtig zu berücksichtigen, dass der Syntheseprozess empfindlich auf verschiedene externe Faktoren reagiert, die die Eigenschaften des Endprodukts beeinflussen können. Daher sollte das CAGE-System nach der Vorbereitung mit Techniken wie der NMR-Spektroskopie charakterisiert werden, um die Bildung von KAGE zu bestätigen.

Wie.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
5-mm-NMR-Röhren	Sigma Aldrich	41121705
Aceton	VWR	23L064039
Aluminium-Tzero-Pfannen	TA-Instrumente	90,16,83,901
Aqua-Flux-Gerät	Biox-Systeme
Bruker Avance III NMR	Bruker		Instrument für NMR-Spektroskopie
Cholinbicarbonat	Sigma Aldrich	C7519
Dermatom	Zimmer Biomet
Differentialscanning-Kalorimeter	TA-Instrumente
Ethanol	VWR	23J314009
Expandiertes Polystyrol	Styropor
Franz-Diffusionszellen	PermeGear
Geransäure	Sigma Aldrich	427764
Veredelungsband	Parafilm
Karl Fischer Titrator	Mettler Toledo	30252662
Methanol	VWR	85681.32
PBS	Fischer Scientific	10388739
TA universelle Analyse 2000 Software	TA-Instrumente		Software zur DSC-Datenanalyse
TopSpin Software	Bruker		Software zur NMR-Datenanalyse