이 연구는 Ciprofloxacin Self-Emulsifying Drug Delivery Systems의 제형을 제시하고 설명합니다.
방법 논문
이 연구는 Ciprofloxacin Self-Emulsifying Drug Delivery Systems의 제형을 제시하고 설명합니다.
강력한 플루오로퀴놀론 항생제인 시프로플록사신은 다양한 세균 감염을 치료하는 데 사용됩니다. 이 약물은 수성 용해도가 낮고 경구용 생체 이용률이 제한적입니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 본 연구는 시프로플록사신의 용해도와 생체이용률을 높이기 위해 시프로플록사신에 대한 자가유화 약물전달시스템(SEDDS)을 개발하는 데 초점을 맞췄다. 제형 공정에는 용해도 연구를 기반으로 실리콘 오일, Tween 80, 프로필렌 글리콜(PG) 및 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 핵심 성분으로 선택하는 것이 포함되었습니다. SEDDS 제형의 최적화는 효과적인 자가 유화 영역을 식별하고 계면활성제와 보조 계면활성제의 최적 비율을 결정하는 데 도움이 되는 유사 삼원 위상 다이어그램에 의해 안내되었습니다. SEDDS 제형의 평가에는 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광법과 함께 액적 크기 및 제타 전위 측정이 포함되어 약물 부형제 호환성과 성공적인 약물 통합을 확인했습니다. F2 및 F5 제형은 각각 320nm 및 202nm의 액적 크기를 나타냈으며, 해당 제타 전위는 -11.4mV 및 -13.38mV로 안정성을 나타냅니다. 방출 연구는 처음 2시간 이내에 F5에서 88.2%가 방출되는 초기의 빠른 방출을 보여주었고, 그 후 5시간 후에 93.1%에 도달하는 지속적인 방출이 뒤따랐습니다. 현재 제형은 약물의 용해도와 생체 이용률을 크게 향상시킵니다.
Ciprofloxacin는 그람 음성 및 그람 양성 박테리아 모두에 대해 상당한 활성을 가진 불소화 퀴놀론으로, 주로 나프티리딘 고리 구조의 위치 6에 불소 원자가 존재하기 때문입니다. 이 변형은 항균 활성의 스펙트럼을 향상시킵니다 1,2. 합성 플루오로퀴놀론 항생제로서 세균 DNA 자이라제 또는 토포이소머라제 II를 표적으로 하여 다양한 세균 감염에 효과적인 치료제입니다. 광범위한 효능과 일반적으로 안전한 프로필에도 불구하고 낮은 수성 용해도와 경구용 생체 이용률로 인한 문제에 직면해 있어 임상 적용을 방해합니다 3,4.
이러한 문제를 해결하기 위해 SEDDS(Self-Emulsifying Drug Delivery System)가 활용되고 있습니다. 이것은 천연 오일과 합성 오일, 비이온 성 계면 활성제 및 보조 용매 / 계면 활성제의 혼합물로 구성되며, 이는 약물의 용해도를 크게 향상시킵니다 5,6,7. 이 시스템은 위장 운동성에 의해 촉진되는 위장액과 접촉 시 미세한 O/W(oil-in-water) 에멀젼 또는 마이크로에멀젼을 형성하도록 설계되었습니다. 이 메커니즘은 약물 용해도를 향상시킬 뿐만 아니라 장 림프 경로를 통한 흡수를 촉진하여 간 1차 통과 대사를 우회하고 생체 이용률을 향상시킵니다 8,9.
조합 및 의약 화학의 발전으로 인해 소수성 약물의 수가 증가함에 따라 GIT 흡수가 좋지 않아 경구용 생체 이용률에 문제가 생깁니다. 이러한 상황은 이러한 화합물10,11의 용해도와 생체 이용률을 향상시키기 위해 SEDDS와 같은 혁신적인 약물 전달 시스템의 중요성을 보여줍니다.
이 연구는 수용성과 경구용 생체 이용률을 향상시키기 위해 다양한 지질, 계면활성제 및 보조 계면활성제 비율로 안정적인 SEDDS를 공식화하는 데 중점을 두었습니다. 이전 연구에서는 아시클로비르12에서 볼 수 있듯이 소수성 약물의 생체 이용률을 크게 높일 수 있는 SEDDS의 잠재력을 보여주었습니다. 또한, SEDDS 제형의 무수 특성은 젤라틴 캡슐에 캡슐화를 용이하게 하여 우수한 환자 순응도와 지속적이고 빠른 약물 효과의 잠재력을 제공합니다13.
여기에는 자체 마이크로 유화 및 자체 나노 유화 시스템이 포함되며 다양한 구형 크기의 에멀젼을 생산하여 물리적 안정성과 제조 용이성을 제공합니다. 이러한 특성은 SEDDS 제형의 상업적 성공으로 입증된 바와 같이 용해율과 생체이용률을 향상시킵니다14. 안정성 연구, 액적 크기 및 제타 전위 분석을 통해 광범위하게 특성화되었으며, 수성 용해도와 경구 생체 이용률을 개선하는 것을 목표로 했습니다15.
이는 고체 분산액, 리포솜 및 시클로덱스트린 복합체와 같은 기존의 용해도 향상 방법에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. 복잡한 제조 공정이 필요한 고체 분산과 달리, 이 분산은 쉽게 제조하고 확장할 수 있습니다. 리포좀과 비교하여 SEDDS는 위장액에서 우수한 물리적 안정성과 자발적 유화를 나타내어 약물 흡수를 향상시킵니다. 또한 림프 수송을 향상시켜 간 대사를 우회하고 생체 이용률을 높입니다16. 이전 연구에서는 아시클로비르(acyclovir)와 같은 난용성 약물의 생체 이용률을 높이는 데 SEDDS의 효과가 입증되어 약물 전달 응용 분야에서 그 잠재력을 입증했습니다16. 수성 용해도가 낮고 경구 생체이용률이 낮아 임상적 효과가 제한되어 흡수가 일관되지 않고 치료 효능이 감소합니다. 고체 분산액 및 사이클로덱스트린 복합체와 같은 기존 접근법은 확장성과 안정성에 한계가 있습니다17. 위장액과 접촉할 때 미세한 수중유 에멀젼을 형성하여 약물 가용화 및 흡수를 향상시킴으로써 유망한 대안을 제공합니다. 장 림프 경로를 통해 간 1차 통과 대사를 우회하여 생체 이용률을 향상시킵니다18. 이 연구는 용해도 문제를 극복하기 위한 SEDDS 제형을 개발하여 안정성, 용해 및 환자 순응도를 향상시켜 더 나은 치료 결과를 보장합니다. 이 연구의 주요 목표는 SEDDS를 개발하여 Ciprofloxacin의 용해도와 경구용 생체 이용률을 향상시키는 것입니다. 수성 용해도가 낮고 위장 흡수가 제한되어 치료 효과가 제한됩니다19. 최적화된 SEDDS를 제형화함으로써 약물은 위장액에 효율적으로 용해될 수 있으며, 이는 용해 개선, 장 림프계를 통한 흡수 향상, 궁극적으로 생체 이용률 증가로 이어질 수 있습니다. 이 연구는 개선된 약물 방출 특성을 가진 안정적인 제형을 달성하기 위해 SEDDS의 지질, 계면활성제 및 보조 계면활성제 조성을 최적화하는 데 중점을 둡니다.
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참고: 이 연구에 사용된 시약 및 장비의 세부 정보는 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 용해도 연구
2. Pseudo-ternary 위상 다이어그램 구성
3. SEDDS 준비
4. 물리적 특성화
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용해도 연구 및 Pseudo-ternary 위상 다이어그램
선택한 성분에 대한 순수 약물의 용해도는 실리콘 오일이 85mg/mL로 가장 높았고, Tween 80이 70mg/mL, PG가 50mg/mL, PEG가 30mg/mL로 그 뒤를 이었습니다. 파생된 유사 삼원 위상 다이어그램은 계면활성제와 보조 계면활성제의 일정한 비율을 보여주었습니다(Smix). 다이어그램에서 PG/PEG 600 및 T-80을 1:6 비율로 구성된 시스템은 실리콘 오일을 특징으로 하는 유화가 가능한 넓은 면적을 보여주었습니다. 도 1 및 도 2 는 계면활성제 혼합물의 비율이 증가함에 따라 유화가 가능한 영역이 확장되는 것을 보여준다. 약물의 추가는 자가 유화 영역에 무시할 수 있는 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다.
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새로운 화학 물질의 약 40%가 물에 대한 용해도가 낮아 경구용 생체이용률이 감소합니다22. 이러한 과제는 많은 잠재적 치료 화합물의 임상 적용을 크게 방해합니다. BCS IV로 분류되는 광범위한 합성 플루오로퀴놀론 항생제로, 용해도 문제가 있는 약물의 예입니다3. 이러한 용해도 문제를 극복하기 위해 새로운 접근 방식5으로 연구에서 사용됩니다. 천연 오일과 합성 오일, 비이온 계면활성제 또는 친수성 용매와 보조 용매/계면활성제 혼합물의 균질한 혼합물로, 약물의 용해도를 개선하는 데 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다. SEDDS와 같은 이러한 지질 기반 제형은 위장액과 혼합될 때 위의 자연스러운 움직임에 의해 촉진될 때 미세한 수중 오일 에멀젼을 형성할 수 있습니다23.
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저자는 공개할 내용이 없습니다.
자금 지원 명세서: 이 작업은 사우디아라비아 리야드에 있는 King Saud University의 Ongoing Research Funding Program(ORF-2025-339)에서 자금을 지원받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Ciprofloxacin | Feroze-Son Pharma (Nowshera 24,110, 파키스탄 | NA | 표준 약물 |
| Mygliol 오일, | Dow Chemical Ltd, 방콕 10,110, 태국 | NA | |
| 올레산 오일, 실리콘 오일, 올리브 오일, 피마자 오일 및 해바라기 오일 | 가지안테프(Gunedogu Anadolu 34,810, 터키) | NA | 오일 상 |
| 폴리에텐 옥사이드 200 | 시그마 알드리치(Saint Louis, Missouri 63,101, United States | 8.17001 | Co-surfactant |
| Polyethene oxide 400 | Sigma Aldrich(Saint Louis, Missouri 63,101, United States | 182028 | Co-surfactant |
| Polyethene oxide 600 | Ahad International Pharmaceutical, Dera Ismail Khan, 29,050, Pakistan | NA | Co-surfactant |
| Polyethylene Glycol (PG) | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, 미국 | 1546401 | Co-surfactant |
| Tween 20 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, United States | 11332465001 | |
| Tween 80 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, United States | P8074 | 계면활성제 |
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