Sviluppo, caratterizzazione e valutazione di sistemi liquidi ionici basati su CAGE per la somministrazione transdermica

Summary

Questo protocollo discute la standardizzazione per la preparazione di sistemi liquidi ionici basati su CAGE per garantire la riproducibilità e semplificare il flusso di lavoro complessivo tra i diversi laboratori scientifici.

Abstract

I liquidi ionici hanno recentemente ottenuto un notevole riconoscimento per le loro applicazioni nell'ambito della somministrazione di farmaci, in particolare per il loro potenziale di consentire la penetrazione cutanea dei farmaci e migliorare la permeazione dei farmaci. Oltre a migliorare la permeabilità della barriera, i liquidi ionici hanno eccellenti proprietà di solvatazione, affrontando la sfida della dissoluzione di farmaci scarsamente solubili. A causa della grande asimmetria tra i cationi organici e gli anioni, questi sali funzionali rimangono liquidi a temperatura ambiente. Dal punto di vista dell'applicazione, i liquidi ionici forniscono un approccio promettente e altamente sintonizzabile per servire molteplici aree terapeutiche. Un liquido ionico biocompatibile composto da colina e acido geranico (CAGE), in un rapporto ionico stechiometrico di 1:2, ha un immenso potenziale per la somministrazione transdermica di un'ampia gamma di ingredienti farmaceutici attivi, tra cui piccole molecole, peptidi, proteine e acidi nucleici. Questo ha un impatto minimo sulla funzione di barriera cutanea. In questo articolo, condividiamo i nostri metodi per la preparazione, la caratterizzazione e la valutazione di CAGE. I risultati rappresentativi sono mostrati per la caratterizzazione CAGE utilizzando la spettroscopia NMR, la calorimetria differenziale a scansione, la titolazione Karl-Fischer per l'analisi del contenuto d'acqua e gli studi di interazione barriera ex vivo sulla pelle suina.

Introduction

La pelle è l'organo più grande e vitale del corpo, funge da barriera protettiva contro le sostanze nocive e previene la perdita d'acqua¹. Allo stesso tempo, l'applicazione di farmaci su e attraverso la pelle offre una vasta gamma di vantaggi. Rispetto agli iniettabili e alla somministrazione orale, la somministrazione cutanea aumenta la compliance del paziente ed evita il metabolismo di primo passaggio nel fegato². Soprattutto per le condizioni della pelle, le formulazioni somministrate per via cutanea eccellono nel fornire un effetto localizzato, diminuendo l'esposizione sistemica

Protocol

Tutte le procedure sperimentali sono state eseguite in conformità con la Direttiva dell'Unione Europea 2010/63 e sono state approvate dalla Danish Veterinary and Food Administration (Licenza n. DK-13-oth-931833).

1. Preparazione della gabbia mediante reazione di metatesi salina

1. Ricristallizzazione dell'acido geranico (purezza 85%, mol wt 168,23 g/mol)
   1. Prendi un pallone a fondo tondo da 500 ml e misurane il peso.
   2. Pesare 40,0 g di acido geranico nel pallone. Ciò corrisponde a 0,2 mol di acido geranico.
   3. Ricristallizzare l'acido geranico in un acido g....

Results

Spettri NMR
L'obiettivo di questa tecnica è quello di confermare il successo della formazione di CAGE analizzando gli ambienti chimici degli atomi di idrogeno e carbonio utilizzando la spettroscopia NMR ¹H e ¹³C. Gli spettri risultanti forniscono cambiamenti chimici caratteristici, modelli di scissione e valori di integrazione che riflettono la struttura molecolare e la composizione dell'IL sintetizzata. Lo spettro NMR del protone nella Figura 1 conf.......

Discussion

Il metodo di preparazione di CAGE descritto in questo lavoro è stato adottato dalla letteratura¹⁵. Tuttavia, è importante riconoscere che il processo di sintesi è sensibile a vari fattori esterni, che possono influenzare le proprietà del prodotto finale. Pertanto, una volta preparato, il sistema CAGE dovrebbe essere caratterizzato utilizzando tecniche come la spettroscopia NMR per confermare la formazione di CAGE.

Come mostrato nella

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Tubi NMR da 5 mm	Sigma Aldrich	41121705
Acetone	VWR	23L064039
Padella Tzero in alluminio	TA Instruments	90,16,83,901
Dispositivo Aqua Flux	Sistemi Biox
Bruker Avance III NMR	Bruker		Strumento per la spettroscopia NMR
Bicarbonato di colina	Sigma Aldrich	C7519
Dermatoma	Zimmer Biomet
Calorimetro a scansione differenziale	TA Instruments
Etanolo	VWR	23J314009
Polistirene espanso	Polistirolo
Celle di diffusione di Franz	PermeGear
Acido Geranico	Sigma Aldrich	427764
Nastro per innesto	Parafilm
Karl Fischer Titolare	Mettler Toledo	30252662
Metanolo	VWR	85681.32
PBS	Fischer Scientific	10388739
Software di analisi universale TA 2000	TA Instruments		Software per l'analisi dei dati DSC
TopSpin Software	Bruker		Software per l'analisi dei dati NMR