מאמר מחקר

נשאי ליפידים ננו-מבניים טעונים בהידרוקסיאוריאה לשיפור הציטוטוקסיות וההולכה התרופתית במערכת in vitro

18 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/73012

⸱

22 בספטמבר 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Pharmaceutics, College of Pharmacy, Jazan University, 2School of Health Sciences, University of Petroleum and Energy Studies, 3Center for Global Health Research, Saveetha Medical College, and Hospitals, Saveetha Institute of Medical and Technical Sciences, Saveetha University

במאמר זה

סיכום

במחקר זה פותחו נשאי ליפידים ננו-מבניים (NLCs) המעמיסים hydroxyurea, ונבחנו תכונותיהם ופעילותם נגד סרטן in vitro. ה-NX-ST הראה יעילותהכנסה גבוהה, שחרור מבוקר וציטוטוקסיות גבוהה יותר נגד תאי MCF-7 (IC₅₀ = 225 µg/mL) בהשוואה ל-hydroxyurea חופשי (IC₅₀ = 722.57 µg/mL).

תקציר

הידרוקסיוריאה (HU) היא תרופה מוכרת נגד סרטן המשמשת לטיפול בלוקמיה מיאלוגנית כרונית, אך יעילותה הטיפולית מוגבלת בשל פינוי מהיר, זמינות ביולוגית משתנה ורעילות תלוית מינון. מחקר זה נועד לשפר את הובלת ה-HU על ידי פיתוח נשאי ליפידים ננו-מבניים (NLCs) הטוענים הידרוקסיוריאה תוך שימוש בשילובים שונים של חומרים פעילי שטח. שלוש פורמולציות, הכוללות את NX-ST (Tween 80–SDS), NX-CT (Cremophor EL–Tween 80) ו-NX-CS (Cremophor EL–SDS), הוכנו ונבדקו עבור גודל חלקיקים, מדד פולידיספרסיות (PDI), פוטנציאל זטא, יעילות הכליאה (EE) ופעילות ציטוטוקסית. הפורמולציות הראו גדלי חלקיקים בסדר גודל ננומטרי (67.377 עד 110 nm), PDI מקובל (<0.35), פוטנציאל זטא גבוה (-30.033 עד -46.433 mV) ויעילות כליאה טובה (78.189 עד 86.626%), מה שמעיד על פורמולציות יציבות. פרופיל השחרור הראה עלייה ליניארית בקירוב לאורך תקופה של 0.5–6 h, ולאחריה מישור (plateau). בדיקות ציטוטוקסיות הראו פעילות אנטי-סרטנית מוגברת בהשוואה ל-HU חופשי (IC₅₀ = 722.57 µg/mL). הפורמולציה NX-ST הפגינה את הציטוטוקסיות הגבוהה ביותר (IC₅₀ = 225 ± 21.47 µg/mL), מה שעולה בקנה אחד עם הובלה משופרת של התרופה; התרומה של ספיגה תאית משופרת הוסקה ולא נמדדה ישירות במחקר זה. פורמולציות ה-NLC שנבחנו, ובמיוחד NX-ST, שיפרו ביעילות את הביצועים הטיפוליים של HU על ידי שיפור היציבות, יעילות ההובלה והפעילות האנטי-סרטנית.

מבוא

סרטן נותר אחת מסיבות המוות המובילות ברחבי העולם, עם כמעט 20 מיליון מקרים חדשים ו-9.7 מיליון מקרי מוות הקשורים לסרטן שתועדו בשנת 2022. עד שנת 2040, מספרים אלו צפויים לעלות באופן משמעותי, ולהגיע ל-29.9 מיליון מקרים חדשים ו-15.3 מיליון מקרי מוות הקשורים לסרטן מדי שנה1,2. מרבית משטרי התרופות הנוכחיים נגד סרטן מסתמכים על תרכובות רעילות ביותר, אך רעילותן הסיסטמית מגבילה את הריכוזים הטיפוליים שיכולים להגיע ביעילות לרקמות סרטניות3. כדי להתגבר על אתגר זה, חוקרים בוחנים גישות חדשניות להולכת תרופות במטרה לשפר את מיקוד התרופה לגידול ולשפר את המדד הטיפולי של כימותרפיה.

תחום קריטי אחד במחקר האונקולוגיה הוא פיתוח מערכות מתקדמות להובלת תרופות, במטרה לשפר את היעילות הטיפולית תוך מזעור תופעות הלוואי של תרופות נגד סרטן. Hydroxyurea (HU), סוכן כימותרפי ואנטי-נאופלסטי מוכר, מהווה אבן יסוד בטיפול במחלת חרשית (sickle cell disease), לוקמיה מיאלואידית כרונית וגידולים סולידיים מסוימים, הודות ליכולתו להגביר את ייצור ההמוגלובין העוברי ולעכב סינתזה של DNA על ידי פגיעה בריבונוקלאוטיד רדוקטאז4,5. למרות יעילותו הקלינית, הפוטנציאל הטיפולי של HU מוגבל בשל אתגרים כגון פינוי מהיר, זמינות ביולוגית משתנה וטווח טיפולי צר, המובילים לעיתים לפרמקוקינטיקה משתנה ורעילות התלויה במינון, כולל דיכוי מחלקי המוח (myelosuppression), הפרעות גסטרו-אינטסטינליות ופוטנציאל לממאירות משנית6,7. כדי להתגבר על מגבלות אלו, מערכות מתקדמות להובלת תרופות, כולל נשאי ליפידים ננו-מבניים (NLCs), הופיעו כאסטרטגיות מבטיחות לשיפור היציבות, המסיס והשחרור המבוקר של hydroxyurea, ובכך לשיפור פרופיל הבטיחות והיעילות שלו8.

NLCs הם סוג של ננו-חלקיקים מבוססי ליפידים המציעים מספר יתרונות על פני מערכות מסורתיות להולכת תרופות. הם מורכבים ממטריצת ליפידים מוצקה המיוצבת על ידי חומרים פעילים שטחית (surfactants) ויכולים לכליסס (encapsulate) תרופות הידרופיליות וליפופיליות כאחד. מבנה ייחודי זה מאפשר קיבולת טעינה משופרת של התרופה, שחרור מבוקר ויציבות מוגברת9,10. הכנת NLCs כוללת בדרך כלל טכניקות כגון הומוגניזציה בלחץ גבוה ואולטרסוניקציה, המקלות על יצירת ננו-חלקיקים בעלי התפלגות גדלים צרה ויעילות כליסס גבוהה11,12. הכליסס של התרופה ב-NLCs לא רק משפר את מסיסותה ויציבותה, אלא גם מקל על הולכה ממוקדת לתאי סרטן, ובכך ממזער השפעות לא ספציפיות (off-target effects). מחקרים עדכניים הדגימו את הפוטנציאל של NLCs טעוני תרופה לשיפור האינדקס הטיפולי ופרופילי השחרור הממושך של התרופה13,9. מנגנון שחרור מבוקר זה הוא קריטי לשמירה על ריכוזים טיפוליים של התרופה לאורך תקופות ממושכות, ובכך מפחית את תדירות המתן והמשפר את היענות המטופל14. מחקרים הראו כי NLCs הטעונים בתרופות אנטי-סרטניות כגון gefitinib15, capecitabine16, ו-imatinib14 משפרים באופן משמעותי את יעילות התרופה על ידי שיפור הספיגה התאית והצטברות בתאי סרטן. לדוגמה, NLCs טעוני gefitinib הראו עלייה של 4.5-fold בציטוטוקסיות נגד תאי סרטן בהשוואה לתרופה החופשית, מה שמדגיש את הפוטנציאל של NLCs להגביר את האינדקס הטיפולי של מעכבי טירוזין קינאז המשמשים לטיפול בסרטן ריאות שאינו סרטן תאים קטנים ובסרטנית השחל והמעי הגס. באופן דומה, NLCs טעוני capecitabine משפרים את יציבות התרופה ואת השחרור המבוקר, דבר שהוא קריטי לשמירה על ריכוזים טיפוליים ולהפחתת רעילות סיסטמית. NLCs טעוני imatinib נהנים גם הם מהולכה ממוקדת משופרת, ובכך מפחיתים השפעות לא ספציפיות ומשפרים את תוצאות המטופלים בטיפול בלוקמיה מיאלואית כרונית. תכונות אלו הופכות את ה-NLCs למועמדים חזקים לניסויים קליניים וליישומים פוטנציאליים ברפואה מותאמת אישית על ידי התאמת הטיפולים לפרופילים של מטופלים בודדים. הערכת היציבות של NLCs טעוני תרופה היא היבט חשוב נוסף המשפיע על יישומם הקליני. מחקרי יציבות כוללים לעיתים קרובות חשיפה של הפורמולציות לתנאים סביבתיים שונים כדי להעריך את שלמותן הפיזית לאורך זמן.

בדיקות יציבות מואצות הראו ש-NLCs אלו שומרים על שלמותם המבנית ועל תכולת התרופה למשך תקופות ממושכות, מה שמדגיש את הפוטנציאל שלהם לאחסון ולשימוש לטווח ארוך4,17.

על אף יתרונות אלו, לבחירת הפעיל שטח (surfactant) השפעה משמעותית על התכונות הפיזיקו-כימיות ועל הביצועים של נשאי ליפידים ננו-מבניים (NLCs). מערכות של ליפיד ופעיל שטח ממלאות תפקיד חשוב בשיפור היציבות של הננו-חלקיקים, כמיס התרופה והזמינות הביולוגית שלה18,19,20. עם זאת, מחקרים מוגבלים בלבד בחנו כיצד שילובים שונים של פעילי שטח משפיעים על המאפיינים הפיזיקו-כימיים ועל הפעילות הציטוטוקסית של NLCs טעונים בהידרוקסימיזה (hydroxyurea). לפיכך, מחקר זה נערך במטרה לפתח NLCs טעונים בהידרוקסימיזה (NANOXURIA) באמצעות מערכות שונות של פעילי שטח, ולהעריך באופן שיטתי כיצד וריאציות אלו משפיעות על היציבות הפיזיקו-כימית, התנהגות האחסון והפעילות נגד סרטן. באמצעות ביסוס קשר ברור בין תכנון הפורמולציה לביצועים הטיפוליים, עבודה זו שואפת לספק מערכת פיזור יעילה מבוססת ננו-נשאיים (פיזור קולואידלי) לאפיון פורמולציות של NLCs טעונים בהידרוקסימיזה ולהערכת שחרור התרופה in vitro, הציטוטוקסיות ויציבות האחסון לטווח קצר, תוך הפקת נתוני בסיס פיזיקו-כימיים ונתוני ביצועים in vitro שישמשו לפיתוח עתידי של הולכת HU, מבלי לשנות את מולקולת התרופה עצמה.

פרוטוקול

מחקר זה לא כלל משתתפים אנושיים, רקמות ממקור אנושי או בעלי חיים חיים. כל ההערכות הביולוגיות בוצעו in vitro באמצעות שורת תאי סרטן השד האנושי MCF-7 הזמינה מסחרית, שהושגה מה-American Type Culture Collection (ATCC). בהתאם לכך, אישור של ועדת אתיקה או של IRB (Institutional Review Board) לא היה רלוונטי לעבודה זו.

חומרים

הידרוקסיוריאה (HU) (בדרגת טוהר ≥99%), סודיום דודציל סולפט (SDS) (אניוני, בדרגת טוהר 90%), Tween-80 (T80) (לא-יוני, חומצה אולאית ≥58%), Cremophor EL (לא-יוני, נגזר שמן קיקי, בדרגת טוהר ≥98%), חומצה סטארית (בדרגת טוהר 95–106%) ושמן שומשום שימשו כפי שהתקבלו. כל שאר הכימיקלים והריאגנטים שנעשה בהם שימוש היו בדרגת ניתוח (analytical grade). פרטים מלאים על הספקים ומספרי קטלוג עבור כל החומרים והציוד מופיעים בטבלת החומרים.

הכנה של NLCs טעונות ב-hydroxyurea (NANOXURIA)

הכנת ה-NANOXURIA כוללת שלושה שלבים, והם הכנת הפאזה השומנית, שילוב התרופה והכנת הפאזה המימית. הפאזה השומנית הוכנה על ידי המסת תערובת של חומצה סטאירית (500 mg) ושמן שומשום (250 µl). ההמסה בוצעה בכלי זכוכית (beaker) על פלטה מחממת. כמות ששוקלה במדויק של HU (150 mg) עורבבה עם הפאזה השומנית. הפאזה המימית הוכנה על ידי המסת חומרים פעילי שטח (Table 1) במים (Millipore) (25 mL). תמיסת החומר הפעיל שטח חוממה לאותה טמפרטורה של הפאזה השומנית (70°C) כדי למנוע התמצקות מוקדמת. הפאזה המימית החמה הוספה בהדרגה לפאזה השומנית המומסת תוך ערבוב במהירות גבוהה באמצעות הומוגניזטור. התערובת עברה הומוגניזציה במהירות גבוהה (6,000 rpm) למשך 20 min ליצירת אמולסיה חמה ויציבה. האמולסיה החמה קוררה לטמפרטורת החדר תחת ערבוב רציף. במהלך הקירור, הפאזה השומנית מתמצקת ויוצרת את ה-NLCs. ה-NLCs הטעונים ב-HU שהוכנו נשמרו לאפיון וליישום בהמשך.

אפיון והערכה

גודל חלקיקים, פוטנציאל זטא (ZP) ומדד פולידיספרסיות (PDI)

ניתוח גודל החלקיקים ומדד הפולידיספרסיות (PDI) של NANOXURIA נקבעו באמצעות Zetasizer Nano ZS90. מכשיר זה פועל על עיקרון פיזור אור דינמי (DLS), המודד את התנועה בראונית של חלקיקים בתמיסה ומקשר אותה לקוטר ההידרודינמי שלהם באמצעות משוואת Stokes-Einstein. בנוסף לגודל ול-PDI, נבחנו המטען הפני של NANOXURIA על ידי מדידת פוטנציאל זטא (ZP) באמצעות אותו מכשיר. פוטנציאל זטא נקבע באמצעות פיזור אור אלקטרופורטי (ELS), שבו מנותחת מהירות החלקיקים בשדה חשמלי המופעל כדי לחשב את המטען הפני שלהם. פרמטר זה הוא קריטי להערכת היציבות הקולואידית של NANOXURIA. המדידות בוצעו בסביבה מבוקרת, כאשר הדגימות המדוללות הונחו בקוובטות כדי להבטיח תאימות לדרישות האופטיות והחשמליות של המכשיר. כדי להגביר את החוסן והשחזוריות של התוצאות, כל המדידות בוצעו בשלוש חזרות.

מורפולוגיה

המורפולוגיה של NANOXURIA נחקרה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים הפועל הן במצב תמסורת והן במצב סריקה. מיקרוסקופיה אלקטרונית בתמסורת (TEM) שימשה לצפייה במבנה הפנימי ובצורת החלקיקים, בעוד שמיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת עם פליטת שדה (FE-SEM) הועסקה לבחינת מורפולוגיית הפני השטח והפיזור של החלקיקים. הדגימות הוכנו כראוי ונולאו במתחי האצה מתאימים כדי לקבל תמונות ברזולוציה גבוהה. להכנת הדגימות, דיללו את התסננת ה-NANOXURIA במים מזוקקים; עבור TEM, טיפה מהתסננת המדוללת הונחה על רשת נחושת מצופה בפחמן, עודפים נספגו, והסרט הובש באוויר בטמפרטורת החדר לפני הצילום תחת ואקום גבוה במתח האצה של 60-80 kV. עבור FE-SEM, טיפה מהתסננת המדוללת הונחה על תושבת אלומיניום, הובשה באוויר, וצופה בשכבה מוליכה דקה באמצעות התזה (sputter-coating) לפני הצילום ב-(1–3 kV). נרכשו מיקרוגרפים מייצגים בהגדלות שונות.

ניתוח יעילות כליאה עבור פורמולציות NANOXURIA

יעילות הכלואה (EE) של NANOXURIA הוערכה באמצעות טכניקת אולטרה-פילטרציה-צנטריפוגציה עם מסנן צנטריפוגי Amicon Ultra-2 mL (3 kDa MWCO). שיטה זו הפרידה את ה-HU שאינו כלוא (כ-6 mg ב-1 mL של NANOXURIA) מהחלק המכלואה על ידי צנטריפוגה במהירות של 4,000 x g למשך 20 דקות ב-25 °C, כדי להבטיח בידוד יעיל. התסנין, המכיל HU חופשי, דולל במים מזוקקים וננתח באמצעות ספקטרופוטומטר UV-visible באורך גל של 213 nm כדי לכמת את התרופה שאינה כלואה, כאשר עקומת הכיול התבססה על חוק ביר-למברט. ה- % EE חושב באופן הבא;

figure-protocol-1

בדיקת שחרור in vitro

פרופיל השחרור in vitro של HU מ-NANOXURIA הוערך באמצעות טכניקת דיפוזיה בשק דיאליזה, שיטה נפוצה להערכת שחרור מבוקר של תרופות. שקי דיאליזה (12–14 kDa MWCO) הושרו מראש במים מזוקקים למשך 12 h כדי להבטיח הידרציה נכונה והסרה של חומרים משמרים. קצה אחד של שק הדיאליזה נסגר היטב, ו-2 mL של פורמולציית NANOXURIA, השקולה ל-12 mg של HU, הוכנסו בזהירות לשק. הקצה השני נקשר לאחר מכן בחוזקה כדי למנוע דליפה. שק הדיאליזה הוטבל בכלי ביקר המכיל מים (50 mL) כמדיום השחרור. המערכת הוחזקה בטמפרטורה של 37 ± 0.5 °C כדי לדמות את טמפרטורת הגוף, ועורבבה במהירות של 50 rpm באמצעות בוחש מגנטי להבטחת ערבוב אחיד ולצמצום השפעות שכבת השכבה הגבולית. במרווחי זמן שנקבעו מראש (0.5, 1, 2, 4, 6, 12 ו-24 h), נשאבו אליקוטיות של 2 mL ממדיום השחרור והוחלפו מיד בנפח שווה של מים טריים שחוממו מראש כדי לשמור על תנאי sink. הדגימות שנאספו סוננו דרך מסנן מזרק של 0.45 µm להסרת חלקיקים, כדי להבטיח צלילות לאנליזה. מסנן הממברנה מעכב חלקיקים בעודו מאפשר ל-HU מומס לעבור. כיוון ש-HU מסיס במים באופן חופשי, התרופה החופשית נותרה בתסנין, מה שהבטיח שהחומר שהוערב מייצג חלקיקים ולא תרופה חופשית. הדגימות המסוננות נותחו לאחר מכן לתוכן HU באמצעות ספקטרופוטומטר UV-visible באורך גל של 213 nm, התואם לבליעה המקסימלית (λmax) של HU. עקומת כיול הוקמה כדי לכמת במדויק את ריכוזי ה-HU.

תרבית תאים

המחקר בוצע באמצעות שורת תאי סרטן השד אנושי גרורתי MCF-7, שהתקבלה מ-American Type Culture Collection (ATCC). התאים תוחזקו במצע RPMI 1640 מועשר ב-10% fetal bovine serum (FBS) לתמיכה בצמיחת התאים ובחיוניותם, וב-1% תמיסת penicillin–streptomycin למניעת זיהום מיקרוביאלי במהלך התרבית. לאחר מכן, התאים הודגרו בתנאים פיזיולוגיים סטנדרטיים בטמפרטורה של 37 °C באינקובטור CO₂ לח, כאשר מצע התרבית נשמר ב-pH 7.4. תנאים אלו נבחרו כדי להבטיח צמיחת תאים אופטימלית, פרוליפרציה ואמינות ניסויית לאורך מחקרי הציטוטוקסיות.

בדיקת חיות תאים (MTT)

מבחן MTT בוצע כדי להעריך את היכולת להשראת מוות תאי של פורמולציות NANOXURIA שונות16,21. בקצרה, תאי MCF-7 נזרעו לתוך פלטות 96-בארים בצפיפות של 1 x 104 cells/mL ודגרו למשך 24 h באינקובטור CO₂ כדי לאפשר היצמדות וצמיחה תקינה של התאים. תאים לא מטופלים שימשו כביקורת שלילית, בעוד שבארים שהכילו רק מצע גידול שימשו כביקורות רקע (blank). לאחר הדגירה, מצע הגידול הוחלף במצע טרי המכיל ריכוזים שונים של הפורמולציות הנבדקות, עד לריכוז של 200 µg/mL. הפלטות המטופלות דגרו למשך 72 h נוספים תחת תנאי תרבית סטנדרטיים. לאחר הטיפול, הוספו 20 µL של ריאגנט MTT (בריכוז 5 mg/mL) לכל באר והם דגרו למשך 4 h נוספים כדי לאפשר היווצרות של גבישי פורמזאן תוך-תאיים בתאים פעילים מבחינה מטבולה. לאחר מכן, הוספו 100 µL של dimethyl sulfoxide (DMSO) כדי להמיס את הגבישים, מה שהביא לקבלת תמיסה סגולה. הבליעה נמדדה ב-570 nm באמצעות קורא מיקרופלטות (SpectroStar Nano). חיות התאים (%) חושבה ביחס לקבוצת הביקורת הלא מטופלת באמצעות ערכי הבליעה שהתקבלו.

figure-protocol-2

בדיקת יציבות

היציבות של NANOXURIA הוערכה באופן שיטתי לאורך תקופה של 3 חודשים תחת תנאי אחסון מבוקרים, במטרה לבחון את התאמתה לשימוש לטווח ארוך. כל פורמולציה של NANOXURIA חולקה לאליקוויטות בתוך מכלים מזכוכית ענברית אטומות, כדי למזער את החשיפה לאור וללחות. המכלים נשמרו בטמפרטורת חדר קבועה של 25 ± 2 °C ובטמפרטורת קירור של 4 ± 2 °C. דגימות נבחנו באופן תקופתי במרווחי זמן שהוגדרו מראש (1, 2 ו-3 חודשים) לבדיקת יציבות פיזיקלית ופיזיקו-כימית. מדידת בסיס בוצעה מיד לאחר ההכנה ולפני האחסון, והוגדרה כנקודת ה-0 חודשים (התחלתי). ההערכות הפיזיקליות כללו בדיקה ויזואלית של שינויים במראה, כולל סימנים לאגלומרציה, שקיעה, הפרדה של פאזות, שינוי בצבע (למשל, מלבן-שבור לצהוב), שינויים בסמיכות (למשל, צמיגות או מרקם) וריח (למשל, עובש עקב חמצון ליפידים). לבדיקת היציבות הפיזיקו-כימית נמדדו פרמטרי אפיון מרכזיים, כולל גודל חלקיקים, מדד פולידיספרסיות (PDI) ופוטנציאל זטא (ZP).

ניתוח סטטיסטי

במחקר זה, כל התוצאות הניסיוניות מוצגות כערכי ממוצע ± סטיית תקן (SD) (n = 3) כדי לשקף את המגמה המרכזית ואת השונות של הנתונים. ניתוחים סטטיסטיים בוצעו כדי להעריך את הפורמולציה באמצעות מבחן t מזווג, וכדי להשוות הבדלים בין פורמולציות באמצעות ניתוח שונות חד-כיווני (ANOVA) ולאחריו מבחן השוואות מרובות של Tukey. ערך p < 0.05 נחשב למשמעותי סטטיסטית. הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות GraphPad Prism גרסה 10.

תוצאות

תכונות פיזיקו-כימיות

התכונות הפיזיקו-כימיות של פורמולציות NANOXURIA, כולל גודל החלקיקים, מדד הפולידיספרסיות (PDI), פוטנציאל זטא (ZP), מורפולוגיה ויעילות לכידה (EE), מוצגות בטבלה 2. ההערכה המורפולוגית באמצעות TEM ו-SEM, המלווה בגרפים של התפלגות גודל החלקיקים ופוטנציאל הזטא, מוצגת באיורים 1, 2 ו-3. השוואה של ה-PDI עבור שילובים שונים של חומרים פעילי שטח מוצגת באיור 4.

מחקר שחרור

בדיקת השחרור in vitro של פורמולציות NANOXURIA נערכה כדי להעריך כיצד הבדלים בפורמולציה משפיעים על פרופיל שחרור התרופה לאורך 24 h (איור 5). NX-CS הראה את השחרור המהיר ביותר, שהחל ב-55.90% ב-0.5 h והגיע ל-104.05% ב-24 h (ערכים >100% עשויים לשקף שונות ניסויית או שחרור מלא עם הערכת יתר קלה). פרופיל השחרור הראה עלייה כמעט לינארית מ-0.5 עד 6 h, ולאחריה מישור (plateau). NX-CT הראה את השחרור האיטי והמבוקר ביותר, שהחל ב-46.18% ב-0.5 h והגיע ל-82.99% ב-24 h, עם מישור בין 2–12 h (54.51% עד 59.38%) ולאחריו עלייה מאוחרת יותר. NX-ST הראה פרופיל שחרור בינוני, שהחל ב-54.05% ב-0.5 h, הגיע לשיא של 90.63% ב-12 h, וירד מעט ל-86.23% ב-24 h. באופן כללי, השחרור המצטבר עקב את הסדר: NX-CS > NX-ST > NX-CT. NX-CS ו-NX-ST הראו שחרור התפרצות (burst release) ראשוני חזק יותר, בעוד ש-NX-CT הראה שחרור מושהה. קינטיקת השחרור הצביעה על שחרור מהיר עבור NX-CS, שחרור ממושך עבור NX-CT, ושחרור דו-פאזי עבור NX-ST.

בדיקת ציטוטוקסיות

הציטוטוקסיות  in vitro של פורמולציות  NANOXURIA הוערכה כנגד תאי סרטן השד MCF-7 באמצעות מבחן MTT, כאשר  טבלה 3 מפרטת את  ערכי ה-IC₅₀. NX-ST הפגין את הציטוטוקסיות הגבוהה ביותר, עם IC₅₀ מוערך של 225 ± 21.47 µg/mL (בשיטת אקסטרפולציה), מה שמעיד על פעילות אנטי-סרטנית עדיפה. לעומת זאת, NX-CS ו-NX-CT הראו ציטוטוקסיות נמוכה יותר, עם ערכי IC₅₀ העולים על 300 µg/mL. הידרוקסיאוריאה (HU) חופשית הראתה את הציטוטוקסיות הנמוכה ביותר, עם IC₅₀ של 722.57 µg/mL. מכיוון שערכי ה-IC₅₀ עבור NX-CS ו-NX-CT דווחו רק כעולים על 300 µg/mL, לא ניתן לקבוע את הציטוטוקסיות שלהם ביחס זה לזה וביחס ל-HU חופשית (722.57 µg/mL) מתוך הנתונים הנוכחיים; רק NX-ST ניתן לדרוג בוודאות כציטוטוקסי יותר מ-HU חופשית. תוצאות אלו מעידות כי פורמולציות NLC משפרות באופן משמעותי את הפעילות האנטי-סרטנית של HU בהשוואה לתרופה החופשית.

מתאם סטטיסטי בין פרמטרים פיזיקו-כימיים לבין ציטוטוקסיות

כל הפרמטרים שנבדקו נמצאו כמתואמים והם מוצגים ב-איור 6. ניתוחים סטטיסטיים חשפו הבדלים מובהקים בין NLCs טעונים ב-HU (סוגי NX-ST, NX-CT, NX-CS) בפוטנציאל זטא, ביעילות הכליאה (EE) ובציטוטוקסיות (IC₅₀) [F(2,12) = 6.45, p = 0.014], אך לא בגודל החלקיקים או ב-PDI [F(2,12) = 1.27, p = 0.31]. NX-ST הראה ציטוטוקסיות אופטימלית עם EE מתונה, בעוד ש-NX-CS ו-NX-CT הראו EE גבוהה יותר אך ציטוטוקסיות חלשה יותר. לערכי IC50 שעלו על הגבול העליון של טווח הריכוזים שנבדקו (>300 µg/mL), הוקצה ערך של 300 µg/mL לצורך ניתוח המתאם המקדים. ניתוח מתאם ספירמן מקדימ (Exploratory Spearman correlation analysis) הראה קשר חיובי בין פוטנציאל זטא ל-IC₅₀ (ρ = 0.866, p = 0.333). לפיכך, פורמולציות עם פוטנציאל זטא פחות שלילי נטו להציג ערכי IC₅₀ גבוהים יותר, בעוד שהפורמולציה NX-ST, בעלת המטען השלילי החזק יותר, הראתה פעילות ציטוטוקסית גבוהה יותר.

בדיקת יציבות

יציבות גודל החלקיקים

בטמפרטורה של 25 °C, גודל החלקיקים של כל פורמולציות ה-NANOXURIA עלה במהלך תקופת אחסון של שלושה חודשים, והראה מגמות מובחנות (איור 7). NX-ST, שהחל ב-110 nm (חודש 1), נשאר יציב יחסית במהלך שני החודשים הראשונים (106.4 nm) אך עלה ל-150.6 nm עד החודש השלישי. NX-CT, שהחל ב-91.9 nm, הראה עלייה הדרגתית ל-102.2 nm תוך חודשיים, ולאחריה עלייה חדה ל-168.3 nm בחודש השלישי. NX-CS הראה את השינוי הגדול ביותר, עם עלייה מ-67.3 nm בתחילה ל-171.06 nm עד החודש השלישי. באופן כללי, כל הפורמולציות הראו גדילה בגודל החלקיקים ב-25 °C, כאשר מידת העלייה הייתה לפי הסדר: NX-CS > NX-CT > NX-ST.

בטמפרטורה של 4 °C, פורמולציות ה-NANOXURIA הפגינו יציבות משופרת בהשוואה ל-25 °C, עם עליות קטנות יותר בגודל החלקיקים לאורך תקופת אחסון של שלושה חודשים (איור 7). NX-ST שמרה על יציבות יחסית, עם גדלי חלקיקים של 110 nm לאחר חודש, 102 nm לאחר חודשיים ו-120.96 nm לאחר שלושה חודשים. NX-CT הראתה עלייה הדרגתית בגודל החלקיקים מ-91.9 nm לאחר חודש ל-116.7 nm לאחר חודשיים ו-128.5 nm לאחר שלושה חודשים. NX-CS הפגינה את השונות הנמוכה ביותר, עם עלייה מ-67.3 nm בתחילה ל-74.75 nm לאחר חודשיים ו-89.3 nm לאחר שלושה חודשים. באופן כללי, גידול גודל החלקיקים ב-4 °C עקב אחר המגמה: NX-CT > NX-ST > NX-CS, דבר המעיד על יציבות משופרת בתנאי קירור.

יציבות PDI

בטמפרטורה של 25 °C, ה-PDI של פורמולציות ה-NANOXURIA הראה מגמות שונות לאורך תקופת אחסון של שלושה חודשים (איור 8). NX-ST שמר על ערכי PDI יציבים יחסית לאורך המחקר, מה שמעיד על התפלגות גודל חלקיקים עקבית. NX-CT הראה עלייה ב-PDI בחודש השני (0.342), ולאחריה ירידה ל-0.248 עד החודש השלישי. NX-CS הראה עלייה הדרגתית ב-PDI עם הזמן, דבר המעיד על אובדן הדרגתי של אחידות גודל החלקיקים. באופן כללי, NX-ST הדגים את ההתפלגות היציבה ביותר, NX-CT הראה שונות חולפת, ו-NX-CS הפגין הגנתיות גוברת.

בטמפרטורה של 4 °C, ה-PDI של פורמולציות ה-NANOXURIA הראה מגמות שונות במהלך תקופת אחסון של שלושה חודשים (איור 8). NX-ST הראה ערכי PDI יציבים יחסית, אשר ירדו מ-0.347 לאחר חודש אחד ל-0.269 לאחר חודשיים, ולאחר מכן עלייה קלה ל-0.349 לאחר שלושה חודשים. NX-CT הראה עלייה הדרגתית ב-PDI מ-0.221 לאחר חודש אחד ל-0.331 לאחר שלושה חודשים, מה שמעיד על אובדן הדרגתי של אחידות החלקיקים. גם NX-CS הראה מגמת עלייה ב-PDI לאורך זמן, המעידה על ירידה בהומוגניות. באופן כללי, NX-ST שמר על ההתפלגות היציבה ביותר, בעוד ש-NX-CT ו-NX-CS הראו הטרוגניות גוברת.

יציבות פוטנציאל זטא

בטמפרטורה של 25 °C, פוטנציאל זטא (ZP) של פורמולציות ה-NANOXURIA הראה מגמות מובחנות לאורך תקופת האחסון של שלושה חודשים (איור 9). NX-ST הראה ZP ראשוני של −46.43 mV בחודש הראשון, אשר ירד ל-−39.37 mV בחודש השני ועלה ל-−52.33 mV עד החודש השלישי. NX-CT הראה עלייה הדרגתית בשליליות, כאשר הערך השתנה מ-−30.76 mV בחודש הראשון ל-−35.66 mV בחודש השני ו-−37.13 mV בשלושה חודשים. NX-CS הדגים עלייה בשליליות ה-ZP מ-−30.03 mV בתחילה ל-−39.6 mV בחודשיים ו-−52.47 mV בשלושה חודשים. באופן כללי, כל הפורמולציות הראו ירידה בערכי ה-ZP לאורך זמן, כאשר NX-ST ו-NX-CS הראו ערכים בעלי עוצמה גבוהה יותר מאשר NX-CT.

בטמפרטורה של 4 °C, פוטנציאל הזטא (ZP) של פורמולציות ה-NANOXURIA הראה מגמות מובחנות לאורך תקופת האחסון של שלושה חודשים (איור 9). NX-ST שמר על ערכי ZP שליליים גבוהים באופן עקבי לאורך המחקר. NX-CT הראה עלייה הדרגתית בשליליות ה-ZP, שהחלה ב-−30.76 mV והפכה לשלילית מעט יותר עד החודש השלישי. NX-CS הראה ירידה קלה בשליליות ה-ZP, מ-−30.03 mV בתחילה ל-−28.8 mV לאחר שלושה חודשים.

זמינות נתונים:

הנתונים התומכים בממצאי מחקר זה זמינים בתוך המאמר. קבצי הנתונים הגולמיים שהופקו ונותחו במהלך המחקר הנוכחי זמינים בקובץ המשלים

figure-results-1
איור 1: אפיון מורפולוגי ופיזיקו-כימי של NX-ST. (A) תמונת מיקרוסקופ אלקטרוני סורק (SEM). (B) תמונת מיקרוסקופ אלקטרוני חודר (TEM). (C) התפלגות גודל חלקיקים (108.3 nm; PDI = 0.336) (n = 1). (D) התפלגות פוטנציאל זטא (−48.8 mV) (n = 1). אנא לחצו כאן להצגת גרסה מוגדלת של איור זה.

figure-results-2
איור 2: מאפיינים מורפולוגיים ופיזיקו-כימיים של NX-CT. (A) תמונת SEM. (B) תמונת TEM. (C) התפלגות גודל חלקיקים (91.87 nm; PDI = 0.235) (n = 1). (D) התפלגות פוטנציאל זטא (−31.3 mV) (n = 1). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: אפיון מורפולוגי ופיזיקו-כימי של NX-CS. (A) תמונת SEM. (B) תמונת TEM. (C) התפלגות גודל חלקיקים (74.72 nm; PDI = 0.244) (n = 1). (D) התפלגות פוטנציאל זטא (−36.8 mV) (n = 1). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: השוואה של מדד ה-PDI בין פורמולציות NANOXURIA עם שילובי חומרים פעילים שונים. ערכי ה-PDI מוצגים עבור פורמולציות NX-ST, NX-CT ו-NX-CS. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: שחרור hydroxyurea in vitro מניסוחי NANOXURIA. מוצג שחרור מצטבר של hydroxyurea מ-NX-CS, NX-CT ו-NX-ST לאורך 24 h. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-6
איור 6: השוואה של פרמטרים פיזיקו-כימיים וציטוטוקסיות בין פורמולציות NANOXURIA. תרשים רדאר המשווה את גודל החלקיקים, PDI, פוטנציאל זטא (ZP), יעילות כיסוי (EE), ו-IC₅₀ עבור NX-ST, NX-CS, ו-NX-CT. אנא לחצו כאן להצגת גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-7
איור 7: השפעת טמפרטורת ומשך האחסון על גודל החלקיקים של NANOXURIA. (A) גודל חלקיקים במהלך אחסון ב-25 °C. (B) גודל חלקיקים במהלך אחסון ב-4 °C. (C) השוואה של גודל החלקיקים בין 4 °C ל-25 °C לאחר חודשיים ושלושה חודשים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-8
איור 8: השפעת טמפרטורת ומשך האחסון על ה-PDI של NANOXURIA. (A) PDI במהלך אחסון ב-25 °C. (B) PDI במהלך אחסון ב-4 °C. (C) השוואה של ה-PDI בין 4 °C ל-25 °C לאחר חודשיים ושלושה חודשים. אנא לחצו כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-9
איור 9: השפעת טמפרטורת ומשך האחסון על פוטנציאל הזטא של NANOXURIA. (A) פוטנציאל זטא במהלך אחסון ב-25 °C. (B) פוטנציאל זטא במהלך אחסון ב-4 °C. (C) השוואה של פוטנציאל הזטא בין 4 °C ל-25 °C בטווח של 2 ו-3 חודשים. אנא לחצו כאן להצגת גרסה גדולה יותר של איור זה.

פורמולציותTween-80 (µL)*סודיום דודציל סולפט (SDS) (מ"ג)Cremophor EL (µL)#
NX-ST50100-
NX-CT50-100
NX-CS-50100
צפיפות (g/ml) = (1.07*, 1.05#)

טבלה 1: הרכב הפעלים של פורמולציות NANOXURIA. כמויות של Tween-80, sodium dodecyl sulfate (SDS) ו-Cremophor EL שימשו להכנת הפורמולציות NX-ST, NX-CT ו-NX-CS.

פורמולציותגודל חלקיקים (d.nm) (n = 3) (± סטיית תקן (SD)PDI (n = 3) (± סטיית תקן (SD)ZP (mV) (n = 3) (± סטיית תקן (SD) EE (%) (n = 3) (± סטיית תקן (SD)
NX-ST110 ± 1.9970.347 ± 0.011-46.433 ± 8.40478.189 ± 3.49
NX-CT91.947 ± 0.2150.221 ± 0.015-30.767 ± 0.47384.638 ± 5.0
NX-CS67.377 ± 7.1580.302 ± 0.091-30.033 ± 5.86286.626 ± 4.676

טבלה 2: אפיון פיזיקו-כימי של פורמולציות NANOXURIA. גודל חלקיקים, מדד פולידיספרסיות (PDI), פוטנציאל זטא (ZP), ויעילות כיסוי (EE) של NX-ST, NX-CT, ו-NX-CS בטמפרטורה של 25 °C. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD (n = 3).

פורמולציותבקרת פנימית (IC)50 (µg/mL)IC50 (µM)
NX-ST225 ± 21.472960
NX-CS>300-
NX-CT>300-
יחידות הטיפולים (HU)722.579500

טבלה 3: ציטוטוקסיות in vitro של פורמולציות NANOXURIA והידרוקסיוריאה חופשית. ערכי IC₅₀ של NX-ST, NX-CS, NX-CT והידרוקסיוריאה חופשית (HU) כנגד תאי MCF-7, מבוטאים ב-µg/mL וב-µM.

קובץ משלים 1: נתונים גולמיים וחישובים לאפיון של נשאי ליפידים ננו-מבניים טעונים בהידרוקסי-מימיאה (hydroxyurea). הקובץ מכיל את הנתונים הניסויים והחישובים הבסיסיים עבור פורמולציות NX-ST, NX-CT ו-NX-CS, כולל גודל חלקיקים, מדד פולידיספרסיות (polydispersity index), פוטנציאל זטא, יעילות הכנסה (encapsulation efficiency), מדידות שחרור תרופה ואנליזות להשוואת פורמולציות.אנא לחצו כאן כדי להוריד קובץ זה.

דיון

הגישה המוצעת וממצאים מרכזיים

במחקר הנוכחי פותח NANOXURIA באמצעות גישת הומוגניזציה חמה. חומצה סטארית שימשה כליפיד המוצק, וטמפרטורת ההכנה נשמרה על כ-70 °C, ערך התואם מקרוב לנקודת ההמסה של חומצה סטארית (~69.3 °C), וזאת כדי להבטיח המסה מלאה של הליפידים והומוגניזציה יעילה תוך מזעור חשיפה תרמית מיותרת של HU והחומרים הפעילים שטחית22. מערכות החומרים הפעילים שטחית נבחרו על בסיס ערך האיזון ההידרופילי-ליפופילי (HLB) שלהן, תאימות ביולוגית והתאמה להכנת NLC. ניסיונות פורמולציה ראשוניים שימשו לזיהוי ריכוזי חומרים פעילים שטחית המייצרים ננו-דיספרסיות יציבות בעלות גודל חלקיקים קטן ו-PDI נמוך, תוך הימנעות מריכוזים מוגברים העלולים להשפיע לרעה על היציבות או על התאימות התאית. הפורמולציות דוללו באופן מתאים במים בדרגת טוהר גבוהה לפני ניתוח גודל החלקיקים, כדי למזער את השפעות הפיזור המרובה העלולות להפריע לקביעה מדויקת של גודל החלקיקים והתפלגות הגדלים23.

שלוש הפורמולציות, NX-ST, NX-CT ו-NX-CS, נבדלו בעיקר בהרכב הסורפקטנטים שלהן. NX-ST הכילה T80 ו-SDS, NX-CT הכילה Cremophor EL ו-T80, ו-NX-CS הכילה Cremophor EL ו-SDS. אסטרטגיה זו של ניסוח אפשרה להעריך את השפעותיהם של סורפקטנטים לא-יוניים ויוניים, וכן את ריכוזיהם, על המאפיינים הפיזיקו-כימיים של NLCs טעונים ב-HU. התוצאות הדגימו הבדלים ברורים בגודל החלקיקים, PDI, ZP, EE, התנהגות שחרור התרופה וסיטוטוכסיות בין הפורמולציות, דבר המצביע על כך שבחירת הסורפקטנט היא גורם קריטי בקביעת ביצועי ה-NLC.

גודל החלקיקים היה שונה באופן מובהק בין הפורמולציות (p < 0.05), לפי הסדר NX-CS < NX-CT < NX-ST. גודל החלקיקים הוא גורם קובע חשוב בביצועי נשאי ננו, מכיוון שחלקיקים קטנים יותר עשויים לספק שטח פנים גדול יותר ולהשפיע על יציבות הפיזור, על אינטראקציות תאיות, על התפלגות ביולוגית (biodistribution) ועל התנהגות שחרור התרופה24,25. NX-CS הניב את החלקיקים הקטנים ביותר, מה שעשוי להיות קשור ליעילות האמולסיפיקציה הגבוהה של Cremophor EL בשילוב עם הריכוז המתיון של SDS. Cremophor EL יכול להקל על היווצרות טיפות קטנות יותר על ידי הפחתת המתח הבין-פסי, בעוד ש-SDS תורם לייצוב אלקטרוסטטי. ייתכן שריכוז ה-SDS הנמוך יותר שנעשה בו שימוש ב-NX-CS בהשוואה ל-NX-ST סיפק ייצוב בין-פסי מספיק מבלי לגרום לאפקטים בין-פסיים מוגברים הקשורים לריכוז גבוה יותר של SDS26,27,28.

NX-CT הפיק גודל חלקיקים בינוני. השילוב של Cremophor EL ו-T80 מספק שני חומרים פעילים שטח שאינם יוניים עם תכונות ייצוב סטריות ובין-ממשקיות משלימות. Cremophor EL תורם לאמולסיה חזקה, בעוד ש-T80 יכול ליצור מחסום סטרי סביב החלקיקים ולהפחית התמזגות (coalescence)29,30,31. היעדר חומר פעיל שטח יוני מונע גם כן אינטראקציות חזקות המתווכות על ידי מטען במהלך היווצרות החלקיקים. בניגוד לכך, NX-ST הראה את גודל החלקיקים הגדול ביותר. למרות ש-SDS הוא חומר פעיל שטח בעל יכולת אמולסיה חזקה, ריכוזו הגבוה יחסית ב-NX-ST עשוי היה לשנות את הסביבה הבין-ממשקית ואת התנהגות הצמיחה של החלקיקים. T80 מספק ייצוב סטרי, אך השפעת השילוב של T80 וריכוז SDS הגבוה יותר עשויה הייתה ליצור איזון פחות מיטבי בין האמולסיה לייצוב מאשר זה שהושג ב-NX-CS.

בדיקות המורפולוגיה תמכו באופן נוסף ביצירתם של נשאי ליפידים בננו-קנה מידה. SEM ו-TEM הראו חלקיקים שהיו בעיקר כדוריים או כמעט כדוריים, כאשר המורפולוגיה שנצפתה תואמת באופן כללי את גדלי החלקיקים שנקבעו באמצעות DLS. הבדלים בין המדידות המיקרוסקופיות למדידות DLS הם צפויים, מכיוון ש-SEM בוחן חלקיקים מיובשים, בעוד ש-DLS מודד את הקוטר ההידרודינמי של החלקיקים יחד עם שכבות ההידרציה והחומר הפעיל שסביבם. לפיכך, הממצאים המיקרוסקופיים וממצאי ה-DLS המשותפים תומכים ביצירה מוצלחת של מערכות NLC בננו-קנה מידה.

ה-PDI סיפק מידע נוסף על אחידות אוכלוסיות החלקיקים. NX-CT הראה את התפלגות גודל החלקיקים הצרה ביותר, בעוד ש-NX-ST הראה את ממוצע ה-PDI הגבוה ביותר. ל-NX-CS היה ממוצע PDI ביניים, אך שונות גבוהה יותר בין מדידות חוזרות. בפרט, הערכים החוזרים עבור NX-CS מעידים כי הפורמולציה הפגינה שונות גבוהה יותר מאשר אלה של NX-ST ו-NX-CT. המגמה הכללית של ה-PDI הייתה NX-CT < NX-CS < NX-ST, אם כי ההבדל המדווח לא היה מובהק סטטיסטית (p > 0.05). ה-PDI הנמוך יחסית של NX-CT עשוי להיות קשור לייצוב הסטרי סטריאלי המשולב המסופק על ידי Cremophor EL ו-T80. שני הפעילים שטחית הם לא-יוניים ויכולים לייצב את ממשק החלקיקים ללא הכנסת אינטראקציות אלקטרוסטטיות חזקות. Cremophor EL מסייע לאמולסיה, בעוד ש-T80 מספק הגנה סטריאלית, מה שעשוי לקדם אוכלוסיית חלקיקים הומוגנית יותר32,33. ה-PDI הגבוה יותר של NX-ST עשוי לשקף את השפעת ריכוז ה-SDS הגבוה יותר שלו. SDS מספק דחייה אלקטרוסטטית, אך שינויים בריכוז הפעיל שטחית יכולים גם לשנות את המיסלציה ואת הארגון הבין-ממשקי, מה שעשוי לתרום להטרוגניות בגודל החלקיקים34,35,36. NX-CS הראה התנהגות PDI בינונית, התואמת את ההשפעות המשולבות של Cremophor EL וריכוז SDS נמוך יותר37.

הניסוחים נבדלו גם במטען הפני שלהם. NX-ST הפגין את ה-ZP השלילי הגבוה ביותר, באופן העקבי עם נוכחותו של ריכוז SDS גבוה יותר, ואחריו NX-CT ו-NX-CS. מטען פני שלילי גבוה יותר במערכות המכילות SDS הוא צפוי, מכיוון ש-SDS הוא חומר פעיל שטח אניוני. ערכי ה-ZP, לפיכך, מעידים כי SDS תרם באופן משמעותי למטען הפני של ה-NLCs, בעוד שחומרי הפעיל שטח הבלתי-יוניים תרמו בעיקר לייצוב סטרי. המגמה של ה-ZP הייתה NX-ST > NX-CT > NX-CS (p < 0.05). עם זאת, אין לייחס הבדלים אלו אך ורק להרכב של חומרי הפעיל שטח, שכן חומר פעיל שטח חופשי שירי, עוצמה יונית ושינויים בארגון השומן-חומר פעיל שטח יכולים גם הם להשפיע על ה-ZP שנמדד38,39,40.

יעילות העטיפה הדגימה עוד יותר את השפעת ההרכב על שימור ה-HU. כל הפורמולציות הראו EE גבוה יחסית (>75%), מה שמעיד על שילוב מוצלח של HU במערכות ה-NLC. NX-CS הראתה את ה-EE הגבוה ביותר, ואחריה NX-CT ו-NX-ST, עם הבדל משמעותי בין הפורמולציות (p < 0.05). ייתכן ש-Cremophor EL תרם לייצוב בין-פנים יעיל ולשימור התרופה, בעוד שריכוז SDS המתין ב-NX-CS סיפק ייתכן ייצוב נוסף ללא ההשפעות שעלולות להפריע הקשורות לריכוז SDS הגבוה יותר ב-NX-ST41,42,43. עם זאת, מכיוון ש-HU הוא הידרופילי, לא סביר שיהיה מומס לחלוטין בתוך המטריצה השומנית. במקום זאת, HU עשוי להיות נוכח כתרופה מפוזרת בעדינות, הקשורה לממשק שומן-מים, או מיושב בתוך המטריצה השומנית הבלתי מושלמת ובאזור הבין-פנים העשיר בחומר פעיל שטח.

פרופילי השחרור הדגימו התנהגות התלויה בפורמולציה, כאשר שחרור ה-HU המצטבר עקב את הסדר NX-CS > NX-ST > NX-CT ב-24 h. NX-CS הפגין שחרור מהיר יחסית עם פרץ ראשוני ולאחריו מישור (plateau), באופן העולה עם קינטיקה דמוית סדר ראשון, בעוד ש-NX-CT הראה את השחרור האיטי והמבוקר ביותר, המקריב קינטיקה דמוית סדר אפס; NX-ST הפגין פרופיל שחרור דו-פאזי בינוני. השחרור נשלט ככל הנראה על ידי דיפוזיה של HU מפני השטח של החלקיק ומאזור הממשק העשיר בחומר פעילי שטח, ולאחריה דיפוזיה איטית יותר של התרופה הכלואה דרך המטריצה הליפידית. השחרור המהיר יותר מ-NX-CS עשוי להיות קשור לגודל החלקיקים הקטן יותר שלו, לשטח פנים גדול יותר, ולהשפעות המשולבות של Cremophor EL ו-SDS, כאשר SDS מגביר את ההידרופיליות הבינממשית ו-Cremophor EL מסייע להמסת התרופה. לעומת זאת, השילוב של Cremophor EL ו-T80 ב-NX-CT עשוי לספק מחסום ממשקי יציב יותר, המגביל את הדיפוזיה הראשונית של התרופה ומייצר שחרור ממושך יותר, בעוד ש-NX-ST הראה תבנית דו-פאזית בינונית המיוחסת להשפעות המנוגדות של שחרור מזורז על ידי SDS וייצוב המתווך על ידי T80. פרשנויות אלו עולות בקנה אחד עם התפקיד המוצע של חומרים פעילי שטח בוויסות האינטראקציות בין המטריצה הליפידית לתווך השחרור41,44,45,46,47,48. מים שימשו כתווך השחרור כדי לבסס את התנהגות הדיפוזיה הבסיסית, אך הם אינם משחזרים את ההרכב היוני ואת התנאים הפיזיולוגיים של נוזלים ביולוגיים. אלקטרוליטים הנוכחים בבפרה פיזיולוגיים יכולים לשנות את השכבה הכפולה החשמלית, את ארגון החומר הפעיל שטח, את אגרגציית החלקיקים ואת חדירות הממברנה, ובכך לשנות פוטנציאלית את קינטיקת השחרור.

תוצאות הציטוטוקסיות הדגימו הבדל ברור בין HU חופשי לבין פורמולציות ה-NLC, כאשר  HU חופשי הראה את ה-IC₅₀ הגבוה ביותר  ו-NX-ST הפגין את הפעילות הציטוטוקסית הגבוהה ביותר. ערכי ה-IC₅₀ הנמוכים יותר שנצפו עבור פורמולציות ה-NLC מעידים על כך ששילוב HU בתוך הנשאי הליפידי שינה את פעילותו in vitro נגד תאי MCF-7. התגובה החזקה במיוחד של NX-ST עשויה לשקף את התרומה המשולבת של  מערכת הפעילים SDS/T80 שלו, ZP שלילי גבוה יחסית, ופרופיל שחרור דו-פאזי בינוני, אשר יחד עשויים להשפיע על זמינות התרופה בממשק התאי ועל החשיפה הזמנית של התאים ל-HU המשוחרר49,50. באופן מעניין, גודל החלקיקים הקטן יותר ו-EE הגבוה יותר של NX-CS לא תורגמו לציטוטוקסיות גבוהה יותר, מה שמדגיש שגודל חלקיקים וכליאת תרופה לבד אינם קובעים את הפעילות הביולוגית; אדרכה, אינטראקציות תאיות, התנהגות שחרור התרופה, השפעות הפעילים וזמינות התרופה עשויים להשפיע באופן קולקטיבי על התגובה51,52,53. לכן, אין לפרש את הציטוטוקסיות הנמוכה יותר של NX-CT ו-NX-CS בהשוואה ל-NX-ST פשוט כביצועים נחיתים של הפורמולציה, במיוחד מכיוון ש-NX-CT הדגים את השחרור המבוקר ביותר.

מחקר האחסון הדגים יציבות פיזיקלית טובה, שכן לא נצפו אגלומרציה נראית לעין, שקיעה, הפרדת פאזות, שינוי בצבע, שינוי בצמיגות או במרקם, או ריח חריג/מעופש באף אחת מהפורמולציות לאורך תקופת האחסון. עם זאת, נתוני היציבות הפיזיקו-כימיים סיפקו תמונה מובחנת יותר. בטמפרטורה של  25 °C, עלייה בגודל החלקיקים ו/או ב-PDI העידה על שינויים הדרגתיים במערכות הקולואידיות, כאשר המידה והמובהקות הסטטיסטית השתנו בין הפורמולציות השונות. NX-ST הפיקה תועלת מהתרומה האלקטרוסטטית החזקה של SDS, בעוד ש-NX-CT, שהסתמכה בעיקר על ייצוב סטרי סטרי על ידי Cremophor EL ו-T80, הראתה רגישות גבוהה יותר לשינויים במאפייני החלקיקים. NX-CS, למרות השילוב של ייצוב אלקטרוסטטי וסטרי, הראתה גם היא שינויים במהלך האחסון, מה שמעיד על כך שנוכחותם של שני מנגנוני ייצוב אינה מונעת לחלוטין ארגון מחדש תלוי-זמן של מערכת ה-NLC. אחסון בטמפרטורה של  4 °C סיפק בדרך כלל שימור פיזיקו-כימי טוב יותר, באופן העולה בקנה אחד עם ניידות מולקולרית מופחתת ושינויים איטיים יותר במבנה הליפידים; NX-CS הראתה יציבות משופרת יחסית בגודל החלקיקים, בעוד ש-NX-ST שמרה על מאפיינים עקביים יחסית. עם זאת, NX-CT המשיכה להראות שינויים הדרגתיים ב-PDI, מה שמעיד על כך שייצוב סטרי לבדו עשוי שלא להספיק לאחסון ממושך. שינויים ב-ZP במהלך האחסון מרמזים עוד על ארגון מחדש תלוי-זמן של ממשק הליפיד-סורפקטנט, שייתכן וקשור לדה-סורפציה של הסורפקטנט, התגבשות מחדש של ליפידים ושינויים מבניים הקשורים ל-HU, אשר לא הוכחו באופן ישיר47,48,54. 

קידום התחום

ניסוחים של NLC עבור סוכני anitcancer אחרים, כולל gefitinib, capecitabine ו-imatinib, הדגימו בעבר הובלה משופרת בהשוואה לתרופה החופשית14,15,16, אך נתונים השוואתיים לגבי האופן שבו שילובי סורפקטנטים שונים מעצבים את הפרופיל הפיזיקו-כימי והציטוטוקסי של NLCs טעונים ב-hydroxyurea היו מוגבלים43,44,55. באמצעות השוואה שיטתית של שלוש מערכות סורפקטנטים בתוך פלטפורמת NLC אחת, מחקר זה מספק השוואה ישירה עם ביקורת פנימית המבהירה כיצד האופי היוני והריכוז של הסורפקטנט משפיעים במשותף על גודל החלקיקים, היציבות הקולואידית, שימור התרופה ופעילות anitcancer in vitro עבור תרופה קטנה והידרופילית מאוד - שילוב המיוצג פחות בספרות ה-NLC מאשר מטעןים ליפופיליים51,54,56,57. תוצאות אלו מרחיבות דיווחים קודמים על כמיסה של HU בנשאי ננו מבוססי ליפידים ואלבומין53,58 על ידי זיהוי צמד סורפקטנטים (T80–SDS) הקשור לשיפור הגבוה ביותר בפעילות הציטוטוקסית in vitro.

מגבלות המחקר

למחקר זה מספר מגבלות שיש להביאן בחשבון בעת פירוש הממצאים. ראשית, ההערכה הביולוגית הוגבלה לבדיקת MTT בודה אחת in vitro בתאי סרטן השד MCF-7; למרות ש-HU משמש קלינית בטיפול בלוקמיה מיאלואית כרונית ובמחלת תאי sicle, הנתונים הנוכחיים אינם תומכים במסקנות ספציפיות למצבים אלו, ויש צורך באישור במודל לוקמיה רלוונטי (למשל, תאי K562) וב-in vivo. שנית, ההסברים המכניסטיים שהוצעו להבדלים הפיזיקו-כימיים והציטוטוקסיים שנצפו (למשל, דסורבציה של חומר פעיל שטח, התגבשות מחדש של ליפידים, שינוי בספיגה התאית) לא הוכחו באופן ישיר ויש להתייחס אליהם כהשערות; טכניקות כגון DSC, XRD ו-Cryo-TEM23,41, יחד עם מחקרי ספיגה תאית וקינטיקה של שחרור, יידרשו כדי לבססם. שלישית, השחרור in vitro הוערך במים ולא בבופר פיזיולוגי, דבר הנחשב לשלב חיוני לחיזוי ביצועים in vivo59. רביעית, היציבות הכימית של HU במהלך ההכנה לא כוונת באופן ישיר, ולא נערכה הערכה ייעודית של דליפת התרופה לשלב המימי במהלך האחסון; בהתחשב במסיסות המימית הגבוהה של HU, דליפה כזו אפשרית ויש להעריכה. לבסוף, הפורמולציה מיועדת למתן פראנטרלי, והפרשנויות המכניסטיות המוצעות כאן צריכות להיחשב כחקרים ראשוניים הממתינים לאפיון נוסף, בהתאם לספרות הרחבה על NLC המדגישה את הצורך בתיקוף פיזיקו-כימי קפדני32.

גישות חלופיות

מספר אסטרטגיות חלופיות לאפיון ותיקוף עשויות לחזק עבודות עתידיות בתחום זה. טכניקות במצב מוצק (למשל, DSC, XRD) ו-cryo-TEM יעזרו להבהיר את המצב הפיזי של HU בתוך המטריצה הליפידית, ולבחון באופן ישיר את מנגנוני דסורבציית הפעילי-שטח והגביש מחדש של הליפידים שהוצעו כדי להסביר את מגמות היציבות שנצפו36,60,61. בדיקות שחרור בבופר פיזיולוגי או בנוזלים ביולוגיים סימולטורים, במקום במים בלבד, יחזו טוב יותר את התנהגות השחרור in vivo, וכמות ישירה של הספיגה התאית (למשל, באמצעות סימון פלואורסצנטי וציטומטריה של זרימה) תבחן את ההסבר המבוסס על ספיגה שהוצע עבור הציטוטוקסיות המוגברת של NX-ST, במקום להסיק זאת מפוטנציאל זטא בלבד62,63,64. בדיקות אישור בשורת תאים שנייה בעלת רלוונטיות קלינית (למשל, K562 עבור לוקמיה מיאלואידית כרונית) והערכה תחת תנאי יציבות מואצים רשמיים יעזרו עוד יותר בתרגום הממצאים הנוכחיים in vitro לעבר פורמולציה ישימה קלינית.

חשיבות ויישומים פוטנציאליים

ממצאים אלה רלוונטיים למאמץ הרחב לשיפור אספקת hydroxyurea, שהשימוש הקליני בה מוגבל כיום בשל פינוי מהיר, זמינות ביולוגית משתנה ורעילות תלויה במינון. על ידי הדגמה כי ניתן להתאים את הרכב הפעיל שטח כדי להעדיף חלקיקים קטנים ויציבים יותר עם יעילות כמיסה גבוהה יותר (NX-CS, NX-CT) או עוצמה ציטוטוקסית גבוהה יותר in vitro (NX-ST)41,65, עבודה זו מספקת בסיס מעשי לבחירה או אופטימיזציה נוספת של הרכב ה-NLC בהתאם למאפיין האספקה שניתן לו קדימות עבור יישום נתון, מבלי לשנות את מולקולת ה-HU עצמה. פלטפורמות נשאים ננומטריים ניתנים להתאמה מסוג זה עשויות להיות ישימות גם עבור תרופות הידרופיליות קטנות אחרות המתמודדות עם מגבלות אספקה דומות.

כיוונים עתידיים

עבודות עתידיות צריכות לתעדף תיקוף כמותי של המכניזמים הפיזיקו-כימיים המוצעים כאן באמצעות טכניקות דימיג'ינג ומצב מוצק; בדיקות שחרור תרופות בתנאים רלוונטיים פיזיולוגית; מדידה ישירה של ספיגה תאית והקשר שלה לציטוטוКСיות; בדיקות בסוגי תאים נוספים הרלוונטיים מבחינה קלינית, ובסופו של דבר, במודלים in vivo; מחקרי יציבות מואצים וארוכי טווח רשמיים לתמיכה בקביעת חיי מדף; וכמותיות של היציבות הכימית של HU ודליפה הקשורה לאחסון. התייחסות לנקודות אלה תסייע לקבוע האם היתרונות הפיזיקו-כימיים שזוהו כאן מתורגמים לתועלת טיפולית משמעותית.

מסקנות

מחקר זה נותן מענה למגבלות מרכזיות של טיפול ב-HU, הכוללות יעילות הובלה נמוכה עקב פינוי מהיר, זמינות ביולוגית משתנה ורעילות תלוית מינון, וזאת באמצעות פיתוח נשאי ליפידים ננו-מבניים (NANOXURIA). הממצאים מדגימים כי הרכב הסורפקטנט ותנאי האחסון משפיעים באופן קריטי על היציבות הפיזיקו-כימית, הביצועים הציטוטוקסיים ויעילות ההובלה הכללית. מבין הפורמולציות, NX-ST הציגה ביצועים מעולים, עם פעילות ציטוטוקסית הגבוהה פי 3.2 מזו של HU חופשי, דבר המצביע על ספיגה תאית משופרת והובלת תרופה יעילה יותר. יעילות משופרת זו מיוחסת למאפייני חלקיקים מאוזנים, שחרור מבוקר וייצוב אלקטרוסטטי יעיל.

בניגוד לכך, פורמולציות המסתמכות בעיקר על חומרים פעילים שטחים לא-יוניים הראו יציבות וביצועים נמוכים יותר באופן יחסי, מה שמדגיש את חשיבותם של מנגנוני ייצוב משולבים. תנאי האחסון השפיעו באופן משמעותי על התנהגות הפורמולציה: טמפרטורה של 25 °C קידמה צמיחה של חלקיקים והטרוגניות, בעוד ש-4 °C שימרה טוב יותר את היציבות, האחידות והמטען הפני).

באופן כללי, מחקר זה נותן מענה לפער המחקרי שזוהה על ידי הדגמה שניתן לשפר את אספקת ה-HU באמצעות מערכות NLC שתוכננו באופן רציונלי, מבלי לשנות את התרופה עצמה. התוצאות מדגישות כי שילובים אופטימליים של ליפידים וסורפקטנטים ותנאי אחסון מתאימים הם חיוניים להשגת מערכות אספקת תרופות יציבות, יעילות ורלוונטיות מבחינה קלינית.

גילויים

כל המחברים מצהירים כי אין להם ניגוד עניינים.

תודות

המחברים מודים לדיקנאט ללימודי תארים מתקדמים ומחקר מדעי באוניברסיטת ג'זאן על מימון עבודת מחקר זו באמצעות פרויקט מספר: JU-RSP2026. המחברים מודים גם בתודה כנה לפקולטה לרוקחות, אוניברסיטת ג'זאן, ג'זאן, ערב הסעודית, על אספקת המשאבים החיוניים שסייעו להשלמה מוצלחת של פרויקט זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מסנן צנטריפוגלי Amicon Ultra-2 mL (MWCO של 3 kDa)Millipore, אירלנדUFC200324
רשת נחושת מצופה פחמן (תמיכה לדגימה עבור TEM)לא רלוונטי
Cremophor EL (חומר פעיל שטח לא-יוני, נגזרת של שמן קיק, בדיקה ≥98%)MedChemExpress, NJ, USAHY-Y1890
שקי דיאליזה (12-14 kDa MWCO)Spectrum Laboratories, CA, USA08-670-3BB
דימתיל סולפוקסיד (DMSO)Fisher Chemicals, UK10162090
סרום עוברי בקר (FBS)Gibco, Paisley, UK10270-106
מיקרוסקופ אלקטרונים סורק עם פליטה שדה (FE-SEM), Apreo 2Thermo Fisher-FEI, ארה"ב1229000
הומוגניзатор, HG 15DWiseTis, גרמניהDH.WHG02020
הידרוקסיאוריאה (HU) (בדיקה ≥99%)Sudair Pharma, ריאד, ערב הסעודית21L001
שורת תאי סרטן השד האנושית MCF-7American Type Culture Collection (ATCC), ארה"בHTB-22
קורא לוחות מיקרו (Microplate reader), SpectroStar NanoBMG LABTECH, אורטנברג, גרמניה601-101
ריאגנט MTT (5 mg/mL)Invitrogen Corporation, סן דייגו, קליפורניה, ארה"בM6494
תמיסת פניצילין-סטרפטומיציןSigma-Aldrich, סנט לואיס, מיזורי, ארה"בP4333
מדיום RPMI 1640Gibco, Grand Island, NY, USA11875093
שמן שומשוםסוחר מקומי, ג'יזאן, ערב הסעודיתלא רלוונטי
סודיום דודציל סולפיה (SDS) (חומר פעילי שטח אניוני, רמת ניקיון 90%)PanReac AppliChem, דרמשטאט, גרמניה28312
חומצה סטארית (בדיקת טוהר 95-106%)Himedia, מומבאי, הודוGRM1425
מסנן מזרק (0.45 µm)Merck, SASLHV033RS
מיקרוסקופ אלקטרונים חודר (TEM), TalosThermo Fisher, USAלא רלוונטי
Tween-80 (T80) (חומר פעיל שטח לא-יוני, חומצה אולאית ≥58%)Loba Chemie, מומבאי, הודומס' פריט 06420
ספקטרופוטומטר UV-visibleShimadzu, קיוטו, יפן220-92961-01
Zetasizer Nano ZS90Malvern Panalytical, מולבֶרן, בריטניהZEN3690

מקורות

  1. Kushwaha AK, et al. A descriptive cross-sectional study on clinical epidemiology of different types of cancer in a tertiary care centre: insights from Eastern India. Cureus. 2024;16(6):e62529.
  2. National Cancer Institute. Cancer statistics. 2024. Available from: https://www.cancer.gov/about-cancer/understanding/statistics
  3. Bai X, et al. Sustained drug release from smart nanoparticles in cancer therapy: a comprehensive review. Micromachines. 2022;13(10):1623.
  4. Rajendra PKM, Balan AP, Selvaraj J, Jawahar N. Formulation and optimization of hydroxyurea loaded nanostructured lipid carriers using design of experiment for the effective treatment of ovarian cancer. Int J Appl Pharm. 2022;14(5):137-43.
  5. Bell V, Varzakas T, Psaltopoulou T, Fernandes T. Sickle cell disease update: new treatments and challenging nutritional interventions. Nutrients. 2024;16(2):258.
  6. Ware RE. How I use hydroxyurea to treat young patients with sickle cell anemia. Blood. 2010;115(26):5300-11.
  7. Lanzkron S, et al. Systematic review: hydroxyurea for the treatment of adults with sickle cell disease. Ann Intern Med. 2008;148(12):939-55.
  8. Pouton CW, Porter CJH. Formulation of lipid-based delivery systems for oral administration: materials, methods and strategies. Adv Drug Deliv Rev. 2008;60(6):625-37.
  9. Khan MS, et al. Potential of lipid-based nanocarriers against two major barriers to drug delivery-skin and blood-brain barrier. Membranes. 2023;13(3):343.
  10. Alam MI, et al. Nanostructured lipid carrier containing CNS acting drug: formulation, optimization and evaluation. Curr Nanosci. 2011;7(6):1014-27.
  11. Azhar SNAS, Ashari SE, Zainuddin N, Hassan M. Nanostructured lipid carriers-hydrogels system for drug delivery: nanohybrid technology perspective. Molecules. 2022;27(1):289.
  12. Haider M, Abdin SM, Kamal L, Orive G. Nanostructured lipid carriers for delivery of chemotherapeutics: a review. Pharmaceutics. 2020;12(3):288.
  13. Müller RH, Radtke M, Wissing SA. Nanostructured lipid matrices for improved microencapsulation of drugs. Int J Pharm. 2002;242(1-2):121-8.
  14. Makeen HA, et al. Preparation, characterization, and anti-cancer activity of nanostructured lipid carriers containing imatinib. Pharmaceutics. 2021;13(7):1086.
  15. Makeen HA, et al. Gefitinib loaded nanostructured lipid carriers: characterization, evaluation and anti-human colon cancer activity in vitro. Drug Deliv. 2020;27(1):622-31.
  16. Sultan MH, et al. Capecitabine-loaded NLC for breast cancer treatment: preparation, characterization, and in vitro evaluation. Curr Drug Deliv. 2025;22(7):968-82.
  17. Coache D, et al. Stability evaluation of compounded hydroxyurea 100 mg/mL oral liquids using a novel analytical method involving chemical derivatization. PLoS One. 2022;17(6):e0270206.
  18. Yasir MS, et al. Microemulsified gel formulations for topical delivery of clotrimazole: structural and in vitro evaluation. Langmuir. 2021;37(46):13767-77.
  19. Siddique MY, et al. Formulation of gelled microemulsion for effective permeation of celecoxib across the skin barrier. ChemistrySelect. 2024;9(3):e202302841.
  20. Naseem K, et al. Enzymes encapsulated smart polymer micro assemblies and their tuned multi-functionalities: a critical review. Int J Polym Mater Polym Biomater. 2024;73(9):785-816.
  21. Syam S, Abdelwahab SI, Al-Mamary MA, Mohan S. Synthesis of chalcones with anticancer activities. Molecules. 2012;17(6):6179-95.
  22. Lide DR. CRC handbook of chemistry and physics. CRC Press; Boca Raton, FL; 2009.
  23. Pei Y, Hinchliffe BA, Minelli C. Measurement of the size distribution of multimodal colloidal systems by laser diffraction. ACS Omega. 2021;6(22):14049-58.
  24. Mok ZH. The effect of particle size on drug bioavailability in various parts of the body. Pharm Sci Adv. 2024;2:100031.
  25. Zhang M, et al. Influencing factors and strategies of enhancing nanoparticles into tumors in vivo. Acta Pharm Sin B. 2021;11(8):2265-85. doi:10.1016/j.apsb.2021.03.033.
  26. Zhang Y, et al. Sodium dodecyl sulfate improved stability and transdermal delivery of salidroside-encapsulated niosomes via effects on zeta potential. Int J Pharm. 2020;580:119183.
  27. Westesen K, Bunjes H, Koch MHJ. Physicochemical characterization of lipid nanoparticles and evaluation of their drug loading capacity and sustained release potential. J Control Release. 1997;48(2-3):223-36.
  28. Bjørnestad VA, Lund R. Pathways of membrane solubilization: a structural study of model lipid vesicles exposed to classical detergents. Langmuir. 2023;39(11):3914-33.
  29. Rao VRS, Shao J. Self-nanoemulsifying drug delivery systems (SNEDDS) for oral delivery of protein drugs. Int J Pharm. 2008;362(1-2):2-9.
  30. Weiszhár Z, et al. Complement activation by polyethoxylated pharmaceutical surfactants: Cremophor-EL, Tween-80 and Tween-20. Eur J Pharm Sci. 2012;45(4):492-8.
  31. Khan ZU, et al. Physicochemical characterizations and pharmacokinetic evaluation of pentazocine solid lipid nanoparticles against inflammatory pain model. Pharmaceutics. 2022;14(2):409.
  32. Beloqui A, et al. Nanostructured lipid carriers: promising drug delivery systems for future clinics. Nanomedicine. 2016;12(1):143-61.
  33. Samari-Kermani M, Jafari S, Rahnama M, Raoof A. Ionic strength and zeta potential effects on colloid transport and retention processes. Colloid Interface Sci Commun. 2021;42:100389.
  34. Duplâtre G, Ferreira Marques MF, Da Graça Miguel M. Size of sodium dodecyl sulfate micelles in aqueous solutions as studied by positron annihilation lifetime spectroscopy. J Phys Chem. 1996;100(41):16608-12.
  35. Hanafy AS, Farid RM, ElGamal SS. Complexation as an approach to entrap cationic drugs into cationic nanoparticles administered intranasally for Alzheimer’s disease management: preparation and detection in rat brain. Drug Dev Ind Pharm. 2015;41(12):2055-68.
  36. Witayaudom P, Klinkesorn U. Effect of surfactant concentration and solidification temperature on the characteristics and stability of nanostructured lipid carrier prepared from rambutan kernel fat. J Colloid Interface Sci. 2017;505:1082-92.
  37. Öztürk K, Kaplan M, Çalış S. Effects of nanoparticle size, shape, and zeta potential on drug delivery. Int J Pharm. 2024;666:124799.
  38. Lavagna, E., Bochicchio, D., De Marco, A.L., Güven, Z.P., Stellacci, F. and Rossi, G., 2022. Ion-bridges and lipids drive aggregation of same-charge nanoparticles on lipid membranes. Nanoscale, 14.(18), pp.6912-6921.
  39. Ye J, et al. Comparative colloidal stability of commercial amphotericin B nanoformulations using dynamic and static multiple light scattering techniques. Int J Nanomedicine. 2022;17:6047-64.
  40. Honary S, Zahir F. Effect of zeta potential on the properties of nano-drug delivery systems-a review (Part 2). Trop J Pharm Res. 2013;12(2):265-73.
  41. Doktorovova S, Souto EB, Silva AM. Nanotoxicology applied to solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers-a systematic review of in vitro data. Eur J Pharm Biopharm. 2014;87(1):1-18.
  42. Bnyan R, et al. Surfactant effects on lipid-based vesicles properties. J Pharm Sci. 2018;107(5):1237-46.
  43. Adepu S, Ramakrishna S. Controlled drug delivery systems: current status and future directions. Molecules. 2021;26(19):5905.
  44. Müller RH, Mäder K, Gohla S. Solid lipid nanoparticles for controlled drug delivery-a review of the state of the art. Eur J Pharm Biopharm. 2000;50(1):161-77.
  45. Das S, et al. Formulation design, preparation and physicochemical characterizations of solid lipid nanoparticles containing a hydrophobic drug: effects of process variables. Colloids Surf B Biointerfaces. 2011;88(1):483-9.
  46. Naseri N, Valizadeh H, Zakeri-Milani P. Solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers: structure, preparation and application. Adv Pharm Bull. 2015;5(3):305-13.
  47. Pardeike J, Hommoss A, Müller RH. Lipid nanoparticles in cosmetic and pharmaceutical dermal products. Int J Pharm. 2009;366(1-2):170-84.
  48. Chauhan I, et al. Nanostructured lipid carriers: a groundbreaking approach for transdermal drug delivery. Adv Pharm Bull. 2020;10(2):150-65.
  49. Ali A, et al. Solid lipid-based nanoparticular system for sustained release and enhanced in vitro cytotoxic effect of 5-fluorouracil on skin melanoma and squamous cell carcinoma. PLoS One. 2023;18(2):e0281004.
  50. Miyazawa T, et al. A critical review of the use of surfactant-coated nanoparticles in nanomedicine and food nanotechnology. Int J Nanomedicine. 2021;16:3937-99.
  51. Garg J, Pathania K, Sah SP, Pawar SV. Nanostructured lipid carriers: a promising drug carrier for targeting brain tumors. Future J Pharm Sci. 2022;8(1):25.
  52. Raza F, et al. Recent advances in the targeted delivery of paclitaxel nanomedicine for cancer therapy. Mater Adv. 2022;3(5):2268-90.
  53. Alam MI, et al. Determining the anticancer effect of gefitinib-loaded NLCs through investigating the inflammatory cytokine (JAK-STAT) pathway. Res J Pharm Technol. 2024;17(11):4968-74.
  54. Akbari A, et al. Development and characterization of nanoliposomal hydroxyurea against BT-474 breast cancer cells. Adv Pharm Bull. 2020;10(1):39-45.
  55. Iqbal MA, et al. Nanostructured lipid carriers system: recent advances in drug delivery. J Drug Target. 2012;20(10):813-30.
  56. Heeney MM, et al. Chemical and functional analysis of hydroxyurea oral solutions. J Pediatr Hematol Oncol. 2004;26(3):179-84.
  57. Santos SS, Dos Santos IG, Da Silva CV, Cazedey ECL. Qualitative analysis of hydroxyurea. Drug Anal Res. 2020;4(1):18-21.
  58. Tazhbayev Y, Mukashev O, Burkeev M, Kreuter J. Hydroxyurea-loaded albumin nanoparticles: preparation, characterization, and in vitro studies. Pharmaceutics. 2019;11(8):410.
  59. Sato H, Yamada K, Miyake M, Onoue S. Recent advancements in the development of nanocarriers for mucosal drug delivery systems to control oral absorption. Pharmaceutics. 2023;15(12):2708.
  60. Mehnert W, Mäder K. Solid lipid nanoparticles: production, characterization and applications. Adv Drug Deliv Rev. 2001;47(2-3):165-96.
  61. Danaei M, et al. Impact of particle size and polydispersity index on the clinical applications of lipidic nanocarrier systems. Pharmaceutics. 2018;10(2):57.
  62. Fröhlich E. The role of surface charge in cellular uptake and cytotoxicity of medical nanoparticles. Int J Nanomedicine. 2012;7:5577-91.
  63. Zhang W, et al. Effects of morphology and size of nanoscale drug carriers on cellular uptake and internalization process: a review. RSC Adv. 2023;13(1):80-114.
  64. Wang HX, et al. Surface charge critically affects tumor penetration and therapeutic efficacy of cancer nanomedicines. Nano Today. 2016;11(2):133-44.
  65. Musielak E, Feliczak-Guzik A, Nowak I. Optimization of the conditions of solid lipid nanoparticles synthesis. Molecules. 2022;27(7):2202.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

הובלת הידרוקסיאוריאהיעילות כליאהגודל חלקיקיםפוטנציאל זטאשילובי חומרים פעילי שטחפעילות אנטי-סרטניתקליטה תאית
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.