Deze studie presenteert en beschrijft de formulering van ciprofloxacine zelfemulgerende medicijnafgiftesystemen.
Methodenartikel
Deze studie presenteert en beschrijft de formulering van ciprofloxacine zelfemulgerende medicijnafgiftesystemen.
Ciprofloxacine, een krachtig fluorchinolon-antibioticum, wordt gebruikt om verschillende bacteriële infecties te behandelen. Dit medicijn heeft een lage oplosbaarheid in water en een beperkte orale biologische beschikbaarheid. Om deze beperkingen te overwinnen, richtte deze studie zich op de ontwikkeling van een zelf-emulgerend medicijnafgiftesysteem (SEDDS) voor ciprofloxacine, met als doel de oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid ervan te verbeteren. Het formuleringsproces omvatte het selecteren van siliconenolie, Tween 80, propyleenglycol (PG) en polyethyleenglycol (PEG) als de kerncomponenten op basis van oplosbaarheidsstudies. De optimalisatie van SEDDS-formuleringen werd geleid door pseudo-ternaire fasediagrammen, die hielpen bij het identificeren van de effectieve zelfemulgerende regio's en het bepalen van de optimale verhoudingen tussen oppervlakteactieve stof en co-oppervlakteactieve stof. Evaluatie van de SEDDS-formuleringen omvatte metingen van de druppelgrootte en zeta-potentiaal naast Fourier-transform infrarood (FT-IR) spectroscopie, wat de compatibiliteit tussen geneesmiddelen en de succesvolle integratie van geneesmiddelen bevestigde. De F2- en F5-formuleringen vertoonden druppelgroottes van respectievelijk 320 nm en 202 nm, met overeenkomstige zètapotentialen van -11,4 mV en -13,38 mV, wat wijst op stabiliteit. Releasestudies toonden een initiële snelle release, waarbij 88,2% binnen de eerste 2 uur uit F5 werd vrijgegeven, gevolgd door een aanhoudende release, tot 93,1% na 5 uur. De huidige formuleringen verbeteren de oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid van het medicijn aanzienlijk.
Ciprofloxacine is een gefluoreerd chinolon met een significante activiteit tegen zowel Gram-negatieve als Gram-positieve bacteriën, grotendeels als gevolg van de aanwezigheid van een fluoratoom op positie 6 van de naftyridineringstructuur. Deze wijziging verbetert het spectrum van antibacteriële activiteit 1,2. Als synthetisch fluoroquinolon-antibioticum richt het zich op bacteriële DNA-gyrase of topoisomerase II, waardoor het een effectieve behandeling is voor verschillende bacteriële infecties. Ondanks zijn breedspectrum werkzaamheid en over het algemeen veilige profiel, wordt het geconfronteerd met uitdagingen met een lage oplosbaarheid in water en orale biologische beschikbaarheid, wat de klinische toepassing ervan belemmert 3,4.
Om deze problemen aan te pakken, zijn zelf-emulgerende medicijnafgiftesystemen (SEDDS) gebruikt. Dit is samengesteld uit een mengsel van natuurlijke en synthetische oliën, niet-ionogene oppervlakteactieve stoffen en co-oplosmiddelen/oppervlakteactieve stoffen, die de oplosbaarheid van geneesmiddelen aanzienlijk verbeteren 5,6,7. Deze systemen zijn ontworpen om fijne olie-in-water (O/W) emulsies of micro-emulsies te vormen bij contact met gastro-intestinale vloeistoffen, vergemakkelijkt door de gastro-intestinale motiliteit. Dit mechanisme verbetert niet alleen de oplosbaarheid van geneesmiddelen, maar vergemakkelijkt ook de absorptie via de intestinale lymfeweg, waardoor het first-pass-metabolisme van de lever wordt omzeild en de biologische beschikbaarheid wordt verbeterd 8,9.
Het stijgende aantal hydrofobe geneesmiddelen als gevolg van de vooruitgang in de combinatorische en medicinale chemie vormt een uitdaging voor de orale biologische beschikbaarheid als gevolg van de slechte absorptie van het maagdarmkanaal. Deze situatie toont het belang aan van innovatieve medicijnafgiftesystemen zoals SEDDS om de oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid van dergelijke verbindingen te verbeteren10,11.
Deze studie richtte zich op het formuleren van een stabiele SEDDS met gevarieerde verhoudingen van lipiden, oppervlakteactieve stoffen en co-oppervlakteactieve stoffen om de oplosbaarheid in water en de orale biologische beschikbaarheid te verbeteren. Eerder onderzoek toonde het potentieel van SEDDS aan om de biologische beschikbaarheid van hydrofobe geneesmiddelen aanzienlijk te verhogen, zoals gezien bij aciclovir12. Bovendien vergemakkelijkt de watervrije aard van SEDDS-formuleringen hun inkapseling in gelatinecapsules, wat een goede therapietrouw van de patiënt biedt en het potentieel voor aanhoudende en snelle geneesmiddeleffecten13.
Het omvat zelf-micro-emulgerende en zelf-nano-emulgerende systemen, produceert emulsies met verschillende bolletjesgroottes, die fysieke stabiliteit en productiegemak bieden. Deze kenmerken leiden tot verbeterde oplossnelheden en biologische beschikbaarheid, zoals blijkt uit het commerciële succes van SEDDS-formuleringen14. Het werd uitgebreid gekarakteriseerd door middel van stabiliteitsstudies, druppelgrootte en zèta-potentiaalanalyse, met als doel de oplosbaarheid in water en de orale biologische beschikbaarheid te verbeteren15.
Het biedt verschillende voordelen ten opzichte van conventionele methoden voor het verbeteren van de oplosbaarheid, zoals vaste dispersies, liposomen en cyclodextrinecomplexen. In tegenstelling tot vaste dispersies, die complexe productieprocessen vereisen, zijn deze eenvoudig te formuleren en op te schalen. Vergeleken met liposomen vertonen SEDDS een superieure fysieke stabiliteit en spontane emulgering in gastro-intestinale vloeistoffen, waardoor de absorptie van geneesmiddelen wordt verbeterd. Bovendien verbetert het het lymfetransport, omzeilt het het levermetabolisme en verhoogt het de biologische beschikbaarheid16. Een eerdere studie heeft de effectiviteit van SEDDS aangetoond bij het verbeteren van de biologische beschikbaarheid van slecht oplosbare geneesmiddelen zoals aciclovir, wat hun potentieel heeft bewezen in toepassingen voor medicijnafgifte16. De klinische werkzaamheid wordt beperkt door de slechte oplosbaarheid in water en de lage orale biologische beschikbaarheid, wat leidt tot inconsistente absorptie en verminderde therapeutische werkzaamheid. Conventionele benaderingen, zoals vaste dispersies en cyclodextrinecomplexen, hebben beperkingen in schaalbaarheid en stabiliteit17. Het biedt een veelbelovend alternatief door fijne olie-in-water-emulsies te vormen bij contact met gastro-intestinale vloeistoffen, waardoor de oplosbaarheid en absorptie van geneesmiddelen worden verbeterd. Het omzeilt het first-pass metabolisme van de lever via de intestinale lymfeweg, waardoor de biologische beschikbaarheid wordt verbeterd18. Deze studie ontwikkelt een SEDDS-formulering om oplosbaarheidsuitdagingen te overwinnen en zorgt voor betere therapeutische resultaten met verbeterde stabiliteit, oplossing en therapietrouw van de patiënt. Het primaire doel van deze studie is het verbeteren van de oplosbaarheid en orale biologische beschikbaarheid van ciprofloxacine door het ontwikkelen van een SEDDS. Het heeft een lage oplosbaarheid in water en een beperkte gastro-intestinale absorptie, wat de therapeutische effectiviteit beperkt19. Door een geoptimaliseerde SEDDS te formuleren, kan het geneesmiddel efficiënt worden opgelost in gastro-intestinale vloeistoffen, wat leidt tot een betere oplossing, verbeterde absorptie door het darmlymfestelsel en uiteindelijk een verhoogde biologische beschikbaarheid. Deze studie richt zich op het optimaliseren van de samenstelling van lipiden, oppervlakteactieve stoffen en co-oppervlakteactieve stoffen van SEDDS om een stabiele formulering te bereiken met verbeterde eigenschappen voor de afgifte van geneesmiddelen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
OPMERKING: De details van de reagentia en apparatuur die in dit onderzoek zijn gebruikt, staan vermeld in de materiaaltabel.
1. Oplosbaarheidsstudies
2. Pseudo-ternaire fase diagram constructie
3. SEDDS-voorbereiding
4. Fysische karakterisering
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Oplosbaarheidsstudie en pseudo-ternair fasediagram
De oplosbaarheid van puur geneesmiddel in de gekozen componenten is het hoogst in siliconenolie bij 85 mg/ml, gevolgd door Tween 80 bij 70 mg/ml, PG bij 50 mg/ml en PEG bij 30 mg/ml. Het afgeleide pseudo-ternaire fasediagram onthulde een constante verhouding van oppervlakteactieve stoffen tot co-oppervlakteactieve stoffen (Smix). In het diagram toonde een systeem bestaande uit PG/PEG 600 en T-80 in een verhouding van ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Ongeveer 40% van de nieuwe chemische entiteiten vertoont een slechte oplosbaarheid in water, wat resulteert in een verminderde orale biologische beschikbaarheid22. Deze uitdaging belemmert de klinische toepassing van veel potentiële therapeutische verbindingen aanzienlijk. Het is een breed opgezet synthetisch fluorchinolon-antibioticum dat is gecategoriseerd onder BCS IV, een voorbeeld van dergelijke geneesmiddelen met oplosbaarheidsproblemen3
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Financieringsverklaring: Dit werk werd gefinancierd door het Ongoing Research Funding Program (ORF-2025-339), King Saud University, Riyadh, Saoedi-Arabië.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Ciprofloxacin | Feroze-Son Pharma (Nowshera 24,110, Pakistan | NA | Standaard medicijn |
| Mygliol olie, | Dow Chemical Ltd, Bangkok 10,110, Thailand | NA | |
| Oliezuur olie, siliconen olie, olijfolie, ricinusolie en zonnebloemolie | Gaziantep (Gunedogu Anadolu 34,810, Turkije) | NA | Oliefase |
| Polyetheenoxide 200 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Verenigde Staten | 8.17001 | Co-oppervlakteactieve stof |
| Polyetheenoxide 400 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Verenigde Staten | 182028 | Co-oppervlakteactieve stof |
| Polyetheenoxide 600 | Ahad International Pharmaceutical, Dera Ismail Khan, 29,050, Pakistan | NA | Co-oppervlakteactieve stof |
| Polyethyleenglycol (PG) | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Verenigde Staten | 1546401 | Co-oppervlakteactieve stof |
| Tween 20 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Verenigde Staten | 11332465001 | |
| Tween 80 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Verenigde Staten | P8074 | Oppervlakteactieve stof |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen