Method Article

פיתוח, אפיון והערכה של מערכות נוזל יוני מבוססות CAGE להעברה דרך העור

DOI:

10.3791/68658

⸱

September 26th, 2025

 ,  ,  ,  ,  , 
1LEO Foundation Center for Cutaneous Drug Delivery, Department of Pharmacy, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה דן בסטנדרטיזציה להכנת מערכות נוזל יוני מבוססות CAGE כדי להבטיח שחזור ולייעל את זרימת העבודה הכוללת במעבדות מדעיות שונות.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

נוזלים יוניים זכו לאחרונה להכרה יוצאת דופן בשל יישומיהם באספקת תרופות, במיוחד הפוטנציאל שלהם לאפשר חדירת תרופות עוריות ולשפר את חדירת התרופות. בנוסף לשיפור חדירות המחסום, לנוזלים יוניים יש תכונות המסה מצוינות, המתמודדות עם האתגר של המסת תרופות מסיסות בצורה גרועה. בשל האסימטריה הגדולה בין הקטיונים האורגניים לאניונים, מלחים פונקציונליים אלה נשארים נוזליים בטמפרטורת החדר. מנקודת מבט יישומית, נוזלים יוניים מספקים גישה מבטיחה וניתנת לכוונון גבוה לשרת תחומים טיפוליים מרובים. נוזל יוני תואם ביולוגית המורכב מכולין וחומצה גרנית (CAGE), ביחס יונים סטויכיומטרי של 1:2, טומן בחובו פוטנציאל עצום לאספקה דרך העור של מגוון רחב של מרכיבים פרמצבטיים פעילים, כולל מולקולות קטנות, פפטידים, חלבונים וחומצות גרעין. יש לכך השפעה מינימלית על תפקוד מחסום העור. כאן, אנו חולקים את השיטות שלנו להכנה, אפיון והערכה של CAGE. תוצאות מייצגות מוצגות עבור אפיון CAGE באמצעות ספקטרוסקופיה NMR, קלורימטריית סריקה דיפרנציאלית, טיטרציה של קרל-פישר לניתוח תכולת מים ומחקרי אינטראקציה של מחסום ex vivo על עור חזיר.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

העור הוא האיבר הגדול והחיוני ביותר בגוף, המשמש כמחסום מגן מפני חומרים מזיקים תוך מניעת איבוד מים1. יחד עם זאת, מריחת תרופות על העור ודרכו מציעה מגוון רחב של יתרונות. בהשוואה להזרקות ולמתן דרך הפה, מתן עורי מגביר את היענות המטופלים ומונע חילוף חומרים במעבר ראשון בכבד2. במיוחד עבור מצבי עור, פורמולציות הניתנות בעור מצטיינות במתן אפקט מקומי, ומפחיתות את החשיפה המערכתית3. עם זאת, האופי הכמעט אטום של העור מאתגר באופן משמעותי את הלידה העורית המוצלחת4. עור האדם מורכב משלוש שכבות שונות: האפידרמיס, הדרמיס וההיפודרמיס4. האפידר....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל ההליכים הניסיוניים בוצעו בהתאם להנחיית האיחוד האירופי 2010/63 ואושרו על ידי מינהל הווטרינריה והמזון הדני (רישיון מס. DK-13-oth-931833).

1. הכנת כלוב על ידי תגובת מטתזת מלח

  1. התגבשות מחדש של חומצה גרנית (טוהר 85%, מול משקל 168.23 גרם/מול)
    1. קח בקבוק תחתון עגול בנפח 500 מ"ל ומדוד את משקלו.
    2. שוקלים 40.0 גרם חומצה גרנית בבקבוק. זה מתאים ל-0.2 מול של חומצה גרנית.
    3. לגבש מחדש חומצה גרנית בחומצה גרנית של 70:30% (w/w): אצטון: הוסף (40 גרם*0.85*0.30)/(0.70*0.784 גרם/מ"ל) = 18.42 מ"ל אצטון לבקבוק התחתון העגול.
    4. קח של 5 ליטר והכין כ -0.5 ליטר קרח יבש ו....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ספקטרום NMR
מטרת טכניקה זו היא לאשר את היווצרותו המוצלחת של CAGE על ידי ניתוח הסביבות הכימיות של אטומי מימן ופחמן באמצעות ספקטרוסקופיה של 1H ו-13C. הספקטרום המתקבל מספק תזוזות כימיות אופייניות, דפוסי פיצול וערכי אינטגרציה המשקפים את המבנה המולקולרי וההרכב של ה-IL המסונתז. ספקטרום התמ"ג של הפרוטונים באיור 1 מאשר את היחס המולרי של 2:1 בין חומצה גרנית לכולין. זה ניכר מערכי האינטגרציה, כאשר השיא המתאים לחומצה גרנית (9) שימש כהתייחסות לכיול. כתוצאה מכך, ע.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שיטת ההכנה של CAGE המתוארת בעבודה זו אומצה מהספרות15. עם זאת, חשוב להכיר בכך שתהליך הסינתזה רגיש לגורמים חיצוניים שונים, שיכולים להשפיע על תכונות המוצר הסופי. לכן, לאחר ההכנה, יש לאפיין את מערכת הכלוב באמצעות טכניקות כגון ספקטרוסקופיה של תמ"ג כדי לאשר את היווצרות הכלוב.

כפי שמוצג באיור 1, ספקטרום הפרוטונים של CAGE ממחיש את התזוזות הכימיות של הפרוטונים עבור כל מולקולה. הקצאות שיא מפורטות הן עבור ספקטרום

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין אינטרסים פיננסיים מתחרים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי מענק קרן LEO מס. LF15007 ו-LF-FE-23-700013.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
צינורות NMR בקוטר 5 מ"מסיגמא אולדריץ'41121705
אצטוןVWR23L064039
מחבתות אלומיניום TzeroTA אינסטרומנטס90,16,83,901
מכשיר Aqua Fluxמערכות ביוקס
ברוקר אבנס III NMRברוקרמכשיר לספקטרוסקופיית NMR
ביקרבונט כוליןסיגמא אולדריץ'C7519
דרמטומהביומט זימר
קלורימטר סריקה דיפרנציאליתTA אינסטרומנטס
אתנולVWR23J314009
פוליסטירן מורחבקלקר
תאי דיפוזיה פרנץPermeGear
חומצה גרניתסיגמא אולדריץ'427764
סרט השתלהפאראפילם
קרל פישר טיטרטורמטלר טולדו30252662
מתנולVWR85681.32
PBSפישר סיינטיפיק10388739
תוכנת ניתוח אוניברסלי TA לשנת 2000TA אינסטרומנטסתוכנה לניתוח נתוני DSC
תוכנת טופספיןברוקרתוכנה לניתוח נתוני NMR

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dąbrowska, A. K., et al. The relationship between skin function, barrier properties, and body-dependent factors. Skin Res Technol. 24 (2), 165-174 (2018).
  2. Date, A. A., Naik, B., Nagarsenker, M. S. Novel drug deliver....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Ionic Liquid SystemsTransdermal DeliveryCAGE Ionic LiquidDrug PermeationSkin BarrierNMR SpectroscopyDifferential Scanning CalorimetryKarl Fischer TitrationEx Vivo SkinDrug Solubility

Related Articles