친유성 약물의 용해도를 향상시키기 위한 건강한 오일의 자체 나노 유화

지질은 수세기 동안 식품 및 의약품의 불용성 성분인 수장의 위장 흡수를 증가시키는 데 사용되어 왔습니다¹. 에멀젼은 경구, 정맥 주사(영양 보충제) 및 국소 사용에 가장 널리 사용되는 제형입니다². 다양한 지질(지방 및 오일)은 제약 에멀젼 및 지질 기반 자가 나노 유화 약물 전달 시스템(SNEDDS)의 제조에 사용됩니다. 자가 유화 기술은 경점막 약물 전달을 위해 제약 과학에서 널리 채택되고 있습니다. 에멀젼과 달리 SNEDDS는 위의 수성 매체에서 자가 유화되어 에멀젼 방울을 형성하는 오일과 계면활성제 혼합물로 구성됩니다³. 그들은 기름 단계에 있는 지유성 약을 적재하고 위 환경에서 타락하는 것을 방지할 수 있다⁴. SNEDDS는 용해도와 투과성을 향상시킴으로써 친유성 약물의 생체 이용 가능한 부분(^4-6배)을 효과적으로 향상시키는 것으로 나타났습니다 ^5,6. SNEDDS에 수성상이 없다는 것은 화학적 분해가 발생하기 쉬운 준안정 분산액인 에멀젼에 비해 제조 용이성 및 안정성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다⁷. 많은 지질 부형제 조합은 그들의 바람직한 특성으로 인해 상업적으로 이용 가능하다 ^8,9.

심혈관 질환은 전 세계적으로 주요 사망 원인이며¹⁰ 고지혈증은 혈관이 두꺼워져 혈관이 혈류를 방해하는 질환입니다¹¹. 식이 지질 섭취 증가와 주로 앉아서 생활하는 생활 방식은 고지혈증 발병의 주요 위험 요인입니다. 이 외에도 지질은 심장의 심근을 직접 손상시켜 비허혈성 심부전을 유발하는 것으로 나타났습니다¹². 로수바스타틴(Rosuvastatin)은 스타틴 계열에 속하는 강력한 고지혈증 약물로 콜레스테롤 합성을 억제하여 고지혈증/이상지질혈증 치료를 위한 지질 수치를 낮춘다¹³. 로수바스타틴은 수용해도(0.01796mg/mL)가 낮은 바이오의약품 분류체계(BCS) 클래스 II입니다¹⁴. 최근 제약 연구의 발전으로 약물 전달에 사용되는 지질이 환자의 지질 프로필을 방해할 수 있다는 사실이 인식되었습니다. 저밀도 및 고밀도 지단백질과 유리 콜레스테롤을 증가시키는 에멀젼의 역할은 20세기 후반에 입증되었습니다¹⁵. 이 외에도 지질 기반 약물 전달 시스템은 혈액 내 트리글리세리드(triglycerides⁾¹⁶ 및 기타 지질 대사 산물(supervisebe in blood¹⁷)을 증가시키는 것으로 나타났다. 따라서 심혈관 및 고지혈증 환자의 지질 프로필을 방해할 수 없는 오일의 의약품 제형을 개발해야 할 필요성이 절실합니다.

피쉬 오일은 에이코사펜타엔산(eicosapentaenoic acid)과 도코사헥사엔산(docosahexaenoic acid)과 같은 오메가-3 지방산의 풍부한 공급원입니다. 피쉬 오일은 심혈관 및 신경계에 유익한 역할을 한다는 상당한 증거와 함께 많은 건강 효과를 보여주었습니다¹⁸. 이 연구의 목적은 친유성 약물인 로수바스타틴(rosuvastatin)의 전달을 위한 SNEDDS를 공식화하기 위해 기존 오일의 대안으로 생선 오일을 활용하는 것이었습니다. 이전의 어떤 연구도 약물 전달 시스템을 공식화하기 위한 운반체로 피쉬 오일을 사용한 적이 없습니다. 적절한 배합 및 가공 매개변수를 선택하고 설계 전문 소프트웨어를 사용하여 최적화를 수행했습니다.

1. 오일, 계면활성제 및 계면활성제의 스크리닝

1. 약물 용해도에 대한 오일, 계면활성제 및 공동 계면활성제의 스크리닝
   1. 로수바스타틴 100mg을 오메가-3 지방산이 풍부한 오일(생선 기름, 올리브 오일, 참기름, 아마인유) 1mL와 계면활성제 및 코계면활성제(Tween 80, Capryol PGMC, PEG 400 및 에탄올) 1mL에 2,500rpm의 고정 속도로 5분 동안 소용돌이치면서 혼합합니다. 그런 다음 50 ° C에서 48 시간 동안 흔들리는 물 욕조에 넣으십시오.
   2. 흔든 후에는, 녹지 않는 약이 침전되도록, 혼합물을 실내 온도에 적어도 6 시간 동안 가라앉힌다. 마이크로피펫을 사용하여 0.1mL의 상층액을 취하고 최대 1mL를 메탄올로 희석합니다.
   3. 242nm에서 UV 가시광선 분광 광도계를 사용하여 분석하고 보정 곡선^19,20의 직선 방정식에 흡수를 추가하여 농도를 계산합니다.
      참고: 100μg/mL의 원액을 준비하고 최대 0.5μg/mL까지 연속 희석하여 검량선을 설정합니다. 흡광도는 모든 희석액에 대해 취해지며 흡광도와 농도 사이에 그래프가 스프레드시트에 표시됩니다. 그래프의 직선 방정식(y = mx + b)은 흡광도 값(y)을 사용하여 미지 농도(x)^19,20을 계산할 수 있도록 재배열됩니다.
2. 계면활성제와 보조계면활성제의 오일과의 혼화성 스크리닝
   1. 계면활성제와 공계면활성제(Smix)를 3:1 비율로 혼합합니다. Smix와 오일을 다른 비율로 추가하십시오. 균질화를 보장하기 위해 최대 50°C까지 혼합하고 가열합니다.
   2. 각 혼합물에서 0.1mL를 취하고 유리 시험관에 25mL의 증류수로 희석합니다.
   3. 시험관을 반전시키십시오. 에멀젼이 형성되는 반전의 수는 유화 효능과 유화의 용이성을 나타냅니다. 증류수를 블랭크로 사용하여 UV 가시광선 분광 광도계로 650nm에서 에멀젼을 측정하여 투명도(T%)를 측정합니다(²¹).

2. pseudo ternary phase diagram의 구성

1. 계면활성제와 보조계면활성제를 다양한 부피 비율(1:0, 1:1, 1:2, 1:3,1:4 및 1:5)로 혼합하여 계면활성제 혼합물(Smix)을 형성합니다. 1:1,1:2,1:3,1:4,1:5,1:6,1:7, 1:8, 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1의 다양한 부피 비율로 별도의 바이알에 오일을 넣고 소용돌이로 혼합합니다.
2. 10mL 유리 바이알에 오일과 Smix 혼합물을 넣고 최적의 혼합을 위해 300rpm에서 지속적으로 저어주면서 50°C까지 가열합니다.
3. 혼합물을 37°C로 냉각하고 1mL를 250mL 물 비커로 옮기고 예열된 증류수(37°C)를 50rpm에서 부드럽게 교반하면서 적가합니다. 분산을 육안으로 살펴보면 푸르스름한 투명한 나노 에멀젼을 형성하는 혼합물이 SNEDDS²¹로 간주됩니다.
4. 소프트웨어(예: Triplot)를 통해 다양한 Smix 비율(보충 표 1)로 의사 삼원 플롯을 구성합니다.

3. RSM(Response Surface Methodology)을 사용한 소프트웨어를 통한 최적화

1. 오일(A), 계면활성제(B) 및 보조 계면활성제와 같은 세 개의 독립 변수를 선택하고 최적화 및 스크리닝을 위해 소프트웨어를 실행합니다. 그런 다음 변경하기 어려운 선택 항목에 대해 '아니오'를 선택하여 유연한 디자인을 선택합니다.
   1. 표 2에 언급된 바와 같이 입자 크기(Y1, nm), 제타 전위(Y2, mV), 유화 시간(Y3, s) 및 포착 효율(Y4, %)과 같은 종속 변수에 대한 이러한 요인의 영향을 결정적으로 관찰합니다.
      참고: 경고 신호가 사라지고 소프트웨어 자체가 최적화를 위해 Box-Benhken 설계를 선택할 때까지 실행 횟수가 증가했습니다.
2. 가장 낮은 변수 값을 식별하는 -1로 상위 및 하위 값을 선택하고 +1은 가장 높은 값을 나타냅니다. 중간 값은 중간 값을 나타냅니다. Box-Benhken 설계에서는 오류를 줄이기 위한 측도로 5개의 중앙점이 있는 총 17개의 런을 제안했습니다.
3. 개별 런에 대한 반응을 기록하고 선형, 2F1 및 2차 모델에 피팅하여 최상의 모델을 보장합니다. 다항식 방정식을 생성하고 계수 해당 숫자 기호의 크기를 기반으로 추론하는 데 사용합니다.
4. 다항식 회귀 데이터를 3차원 플롯으로 표시합니다. 조정된 R² 와 예측된 R² 값 ²²를 비교하여 최적 적합 데이터 모델을 평가합니다.
   참고: 제형의 필수 선택 기준은 최대 포착 효율, 더 적은 입자 크기, 더 높은 제타 전위 및 최소 유화 시간 프레임을 기반으로 했습니다.
   Y = β₀ + β₁A + β₂B + β₃C + β₁₂AB + β₁₃AC + β₂₃BC + β₁₁A₂ + β₂₂B₂ + β₃₃C₂ 식 (1)
   여기서 β₀ 은 절편, Y는 반응, ad β₁은 β₂, β₃ 은 선형 계수로 나타났습니다. Β₁₁, β₂₂ 및 β₃₃ 은 2차 항 및 제곱 계수이고 β₁₂, β₁₃ 및 β₂₃ 은 상호 작용 계수입니다. A, B, C는 예비 연구 결과에서 선택된 독립 변수로 사용되었습니다.

4. 특성화

1. 열역학적 안정성 연구
   1. 희석된 SNEDDS를 4°C에서 냉장고에 보관한 후 50°C 인큐베이터로 옮깁니다. 이러한 사이클을 6회 수행하며 각 사이클은 48시간 이상이어야 합니다.
   2. 상 분리²³을 위한 제형을 검사합니다.
2. 원심분리 테스트
   1. -4°C에서 3,500rpm으로 30분 동안 희석된 SNEDDS를 원심분리합니다.
   2. 약물²⁴의 상 분리 또는 침전을 위해 실온에서 SNEDDS를 검사합니다.
3. 자기유화 효능을 위한 분산성 시험
   1. 제형 1mL를 37°C 및 50rpm으로 유지되는 이중 증류수 500mL에 적가합니다. 육안 검사에 의해 투명하고 균질한 에멀젼이 형성되는 시간에 주목하십시오.
   2. 다음 등급 체계에 따라 육안 평가를 수행합니다²⁵.
      1등급: 유화 시간이 <1분인 투명한 푸르스름한 에멀젼
      2등급: 유화 시간이 <1분인 청백색 에멀젼
      3 학년 : 유화 시간 <2 분과 유백색 외관
      4 등급 : 유화 시간 >2 분이있는 상단에 회색, 흰색 외관 오일
      5등급: 상단에 더 큰 기름 방울이 있는 유화 실패.
      참고: 유화에 필요한 시간 또는 유화 속도는 유화 효능에 매우 중요합니다. 시험은 USP 유형 II 용출 장치에서 수행됩니다.
4. 희석액에 대한 견고성
   1. 최적화된 SNEDDS 제형을 증류수, 0.1N HCl(pH 1.0)과 같은 다양한 담체로 50, 100 및 1,000배 희석하여 위 pH를 모방하고 인산염 완충액(pH 6.8)을 모방하여 장 pH를 모방합니다.
   2. 희석된 혼합물을 철저히 섞고 12시간 동안 따로 보관합니다.
   3. 약물 침전, 상 분리 및 기타 안정성 문제에 대한 제형을 육안으로 검사합니다^26,27.

5. 시험관 내 용출 연구

1. 37°C 및 50rpm으로 유지되는 물 진탕 수조를 사용하여 SNEDDS 및 순수 약물 현탁액에서 약물 방출을 수행합니다.
2. 약물 용해 분석 전에 투석막을 각 매체 용액에 24시간 동안 담그면 우수한 무결성과 활성화를 얻을 수 있습니다. 투석 막에 10mg의 로수바스타틴에 해당하는 약물 현탁액(물)과 SNEDDS를 채웁니다. 묶어 별도의 비커(50mL)에 넣습니다.
3. 특정 간격으로 시료 1mL를 채취하고 각 시료 후에 새 배지(1mL)로 비커를 보충합니다.
4. 그려진 샘플을 필터링하고 242nm 21,28,29,30에서 UV 가시광선 분광 광도계를 사용하여 분석합니다.

여기에서, 오메가-3 지방산이 풍부한 피쉬 오일의 나노제형은 서로 다른 계면활성제 및 공-계면활성제로 자가 유화에 의해 제조되고 최적화된다. 그림 1 은 다양한 오일, 계면활성제 및 공계면활성제에 대한 로수바스타틴의 용해도를 보여줍니다. 용해도에 따라 다음 연구에서 피쉬 오일을 오일로, Tween 80을 계면활성제로, Capryol PGMC를 계면활성제로 선택했습니다. 표 1 은 어유를 유화하기 위해 다양한 비율로 Smix를 스크리닝하는 것을 보여줍니다. 그림 2 는 오일, 계면활성제 및 보조 계면활성제의 서로 다른 비율 사이의 유사 삼원 위상 다이어그램을 보여줍니다. 가장 높은 나노 에멀젼 영역은 Smix 1 : 3으로 관찰되었습니다. 표 2 는 요인과 반응을 유연성 수준, 상한 및 하한과 함께 나타냅니다. 그림 3 은 계면활성제와 오일 농도가 SNEDD의 다양한 파라미터에 미치는 영향을 나타냅니다. 컴퓨터 지원 최적화의 분석 및 최적화 매개변수는 보충 데이터에 제공됩니다. 표 3 은 SNEDD를 물로 희석한 후의 안정성 및 분산성 연구의 데이터를 나타낸다. 표 4 는 희석에 대한 견고성, 증류수 및 매질의 SNEDD 테스트에 대한 데이터를 나타내며 위 및 장 상태를 나타냅니다.

그림 1: (A) 서로 다른 오일에 대한 로수바스타틴의 용해도, (B) 다른 계면활성제 및 보조 계면활성제에서 로수바스타틴의 용해도로 제시된 로수바스타틴의 용해도에 대한 다양한 부형제의 스크리닝. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 트리플롯으로 (A) 1:1, (B) 1:2, (C) 1:3, (D) 1:4, (E) 1:5와 같은 피쉬 오일과 Smix(Tween:Capryol PGMC)의 다양한 비율로 구성된 유사 삼상 다이어그램. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 제타 크기, 전위, 유화 시간 및 포착 효율에 대한 독립 변수의 역할을 보여주는 3D 플롯. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 수성 현탁액 및 SNEDD의 로수바스타틴의 누적 약물 방출(%) 그래프. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

표 1: 생선 기름을 유화시키기 위해 계면활성제와 공동 계면활성제 혼합물의 스크리닝.

표 2: 17 개의 SNEDDS 제형의 구성 및 다양한 특성.

표 3: 가열-냉각 사이클, 원심분리 및 증류수로 희석 후 SNEDDS의 안정성 연구 데이터.

표 4: 위장 상태와 관련된 다양한 매체에서 SNEDDS의 희석 테스트에 대한 견고성.

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저자는 밝힐 것이 없습니다.