Ontwikkeling, karakterisering en evaluatie van op CAGE gebaseerde ionische vloeistofsystemen voor transdermale toediening

Summary

Dit protocol bespreekt standaardisatie voor de bereiding van op CAGE gebaseerde ionische vloeistofsystemen om reproduceerbaarheid te garanderen en de algehele workflow in verschillende wetenschappelijke laboratoria te stroomlijnen.

Abstract

Ionische vloeistoffen hebben onlangs opmerkelijke erkenning gekregen voor hun toepassingen binnen de afgifte van geneesmiddelen, met name hun potentieel om cutane geneesmiddelpenetratie mogelijk te maken en de doordringing van geneesmiddelen te verbeteren. Ionische vloeistoffen verbeteren niet alleen de barrièredoorlaatbaarheid, maar hebben ook uitstekende oplossende eigenschappen, waardoor de uitdaging van het oplossen van slecht oplosbare geneesmiddelen wordt aangegaan. Door de grote asymmetrie tussen de organische kationen en anionen blijven deze functionele zouten bij kamertemperatuur vloeibaar. Vanuit een toepassingsperspectief bieden ionische vloeistoffen een veelbelovende en zeer afstembare benadering om meerdere therapeutische gebieden te bedienen. Een biocompatibele ionische vloeistof bestaande uit choline en geraninezuur (CAGE), in een stoichiometrische ionenverhouding van 1:2, heeft een enorm potentieel voor transdermale afgifte van een breed scala aan actieve farmaceutische ingrediënten, waaronder kleine moleculen, peptiden, eiwitten en nucleïnezuren. Dit heeft een minimale impact op de huidbarrièrefunctie. Hierin delen we onze methoden voor de voorbereiding, karakterisering en evaluatie van CAGE. Representatieve resultaten worden getoond voor CAGE-karakterisering met behulp van NMR-spectroscopie, differentiële scanningcalorimetrie, Karl-Fischer-titratie voor analyse van het watergehalte en ex vivo barrière-interactiestudies op varkenshuid.

Introduction

De huid is het grootste en meest vitale orgaan van het lichaam, dat dient als een beschermende barrière tegen schadelijke stoffen en tegelijkertijd waterverlies voorkomt¹. Tegelijkertijd biedt het aanbrengen van medicijnen op en door de huid een breed scala aan voordelen. In vergelijking met injectables en orale toediening verhoogt cutane toediening de therapietrouw van de patiënt en vermijdt het first-pass metabolisme in de lever². Vooral voor huidaandoeningen blinken huidtoedieningsformules uit in het bieden van een lokaal effect, waardoor de systemische blootstelling wordt verminderd<....

Protocol

Alle experimentele procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de Richtlijn 2010/63 van de Europese Unie en werden goedgekeurd door de Deense Veterinaire en Voedseladministratie (licentienr. DK-13-oth-931833).

1. CAGE-preparatie door zoutmetathesereactie

1. Herkristallisatie van geranzuur (85% zuiverheid, mol gewt 168,23 g/mol)
   1. Neem een kolf met ronde bodem van 500 ml en meet het gewicht.
   2. Weeg 40,0 g geraninezuur af in de kolf. Dit komt overeen met 0,2 mol geraninezuur.
   3. Herkristalliseer geranzuur in een 70:30% (g/m) geraninezuur:aceton: Voeg ....

Results

NMR-spectra
Het doel van deze techniek is om de succesvolle vorming van CAGE te bevestigen door de chemische omgevingen van waterstof- en koolstofatomen te analyseren met behulp van ¹H en ¹³C NMR-spectroscopie. De resulterende spectra bieden karakteristieke chemische verschuivingen, splitsingspatronen en integratiewaarden die de moleculaire structuur en samenstelling van de gesynthetiseerde IL weerspiegelen. Het proton-NMR-spectrum in

Discussion

De in dit werk beschreven bereidingsmethode van CAGE is overgenomen uit de literatuur¹⁵. Het is echter belangrijk om te erkennen dat het syntheseproces gevoelig is voor verschillende externe factoren, die de eigenschappen van het eindproduct kunnen beïnvloeden. Daarom moet het CAGE-systeem, eenmaal voorbereid, worden gekarakteriseerd met behulp van technieken zoals NMR-spectroscopie om de vorming van CAGE te bevestigen.

Zoals te zien is.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
5 mm NMR tubes	Sigma Aldrich	41121705
Acetone	VWR	23L064039
Aluminium Tzero Pans	TA Instruments	90,16,83,901
Aqua Flux Device	Biox Systems
Bruker Avance III NMR	Bruker		Instrument for NMR spectroscopy
Choline Bicarbonate	Sigma Aldrich	C7519
Dermatome	Zimmer Biomet
Differential Scanning Calorimeter	TA Instruments
Ethanol	VWR	23J314009
Expanded Polystyrene	Styrofoam
Franz Diffusion Cells	PermeGear
Geranic Acid	Sigma Aldrich	427764
Grafting Tape	Parafilm
Karl Fischer Titrator	Mettler Toledo	30252662
Methanol	VWR	85681.32
PBS	Fischer Scientific	10388739
TA universal analysis 2000 software	TA Instruments		Software for DSC data analysis
TopSpin Software	Bruker		Software for NMR data analysis