To badanie przedstawia i opisuje formułę samoemulgujących systemów dostarczania leków cyprofloksacyny.
Artykuł metodologiczny
To badanie przedstawia i opisuje formułę samoemulgujących systemów dostarczania leków cyprofloksacyny.
Ciprofloksacyna, silny antybiotyk fluorochinolonowy, jest stosowany w leczeniu różnych infekcji bakteryjnych. Lek ten ma niską rozpuszczalność w wodzie i ograniczoną biodostępność po podaniu doustnym. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, w badaniu skoncentrowano się na opracowaniu samoemulgującego systemu dostarczania leków (SEDDS) dla cyprofloksacyny, mając na celu zwiększenie jej rozpuszczalności i biodostępności. Proces formułowania obejmował wybór oleju silikonowego, Tween 80, glikolu propylenowego (PG) i glikolu polietylenowego (PEG) jako podstawowych składników w oparciu o badania rozpuszczalności. Optymalizacja formulacji SEDDS opierała się na pseudotrójskładnikowych diagramach fazowych, które pomogły w identyfikacji efektywnych regionów samoemulgujących i określeniu optymalnych proporcji surfaktantu i kosurfaktantu. Ocena preparatów SEDDS obejmowała pomiary wielkości kropel i potencjału zeta wraz ze spektroskopią w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), potwierdzając kompatybilność z substancją pomocniczą leku i pomyślne włączenie leku. Preparaty F2 i F5 wykazywały rozmiary kropel odpowiednio 320 nm i 202 nm, z odpowiadającymi im potencjałami zeta -11,4 mV i -13,38 mV, co wskazuje na stabilność. Badania uwalniania wykazały początkowe szybkie uwalnianie, z 88,2% uwolnionym z F5 w ciągu pierwszych 2 godzin, a następnie przedłużonym uwalnianiem, osiągając 93,1% po 5 godzinach. Obecne preparaty znacznie poprawiają rozpuszczalność i biodostępność leku.
Ciprofloksacyna to fluorowany chinolon o znaczącej aktywności zarówno przeciwko bakteriom Gram-ujemnym, jak i Gram-dodatnim, głównie ze względu na obecność atomu fluoru w pozycji 6 struktury pierścienia naftyrydyny. Ta modyfikacja zwiększa jego spektrum działania przeciwbakteryjnego1,2. Jako syntetyczny antybiotyk fluorochinolonowy działa na bakteryjną gyrazę DNA lub topoizomerazę II, dzięki czemu jest skutecznym sposobem leczenia różnych infekcji bakteryjnych. Pomimo szerokiego spektrum skuteczności i ogólnie bezpiecznego profilu, stoi przed wyzwaniami związanymi z niską rozpuszczalnością w wodzie i biodostępnością po podaniu doustnym, co utrudnia jego zastosowanie kliniczne3,4.
Aby rozwiązać te problemy, wykorzystano Samoemulgujące Systemy Dostarczania Leków (SEDDS). Składa się z mieszaniny naturalnych i syntetycznych olejów, niejonowych środków powierzchniowo czynnych i współrozpuszczalników/środków powierzchniowo czynnych, które znacznie zwiększają rozpuszczalność leków5,6,7. Systemy te są przeznaczone do tworzenia drobnych emulsji lub mikroemulsji typu olej w wodzie (O/W) w kontakcie z płynami żołądkowo-jelitowymi, co ułatwia motoryka przewodu pokarmowego. Mechanizm ten nie tylko poprawia rozpuszczalność leku, ale także ułatwia wchłanianie przez jelitowy szlak limfatyczny, omijając w ten sposób metabolizm pierwszego przejścia w wątrobie i zwiększając biodostępność8,9.
Rosnąca liczba leków hydrofobowych wynikająca z postępu w chemii kombinatorycznej i medycznej stanowi wyzwanie dla biodostępności po podaniu doustnym z powodu słabego wchłaniania przewodu pokarmowego. Sytuacja ta pokazuje, jak ważne są innowacyjne systemy dostarczania leków, takie jak SEDDS, w celu poprawy rozpuszczalności i biodostępności takich związków10,11.
To badanie skupiało się na sformułowaniu stabilnego SEDDS o zróżnicowanych proporcjach lipidów, środków powierzchniowo czynnych i ko-surfaktantów, aby zwiększyć jego rozpuszczalność w wodzie i biodostępność po podaniu doustnym. Wcześniejsze badania wykazały potencjał SEDDS do znacznego zwiększenia biodostępności leków hydrofobowych, co zaobserwowano w przypadku acyklowiru12. Co więcej, bezwodny charakter preparatów SEDDS ułatwia ich zamknięcie w kapsułkach żelatynowych, oferując dobre przestrzeganie zaleceń przez pacjenta oraz możliwość uzyskania trwałych i szybkich efektów działania leku13.
Zawiera systemy samo-mikro-emulgujące i samo-nano-emulgujące, produkują emulsje o różnych rozmiarach globulek, oferując fizyczną stabilność i łatwość produkcji. Te cechy prowadzą do poprawy szybkości rozpuszczania i biodostępności, o czym świadczy sukces komercyjny preparatów SEDDS14. Został on szczegółowo scharakteryzowany poprzez badania stabilności, wielkość kropelek i analizę potencjału zeta, mając na celu poprawę jego rozpuszczalności w wodzie i biodostępności po podaniu doustnym15.
Oferuje kilka zalet w porównaniu z konwencjonalnymi metodami poprawy rozpuszczalności, takimi jak dyspersje stałe, liposomy i kompleksy cyklodekstryny. W przeciwieństwie do dyspersji stałych, które wymagają złożonych procesów produkcyjnych, są one łatwe do sformułowania i skalowania. W porównaniu z liposomami, SEDDS wykazują lepszą stabilność fizyczną i spontaniczną emulgację w płynach żołądkowo-jelitowych, poprawiając wchłanianie leków. Dodatkowo usprawnia transport limfatyczny, omija metabolizm wątrobowy i zwiększa biodostępność16. Poprzednie badanie wykazało skuteczność SEDDS w zwiększaniu biodostępności słabo rozpuszczalnych leków, takich jak acyklowir, udowadniając ich potencjał w zastosowaniach związanych z dostarczaniem leków16. Jego skuteczność kliniczna jest ograniczona ze względu na słabą rozpuszczalność w roztworach wodnych i niską biodostępność po podaniu doustnym, co prowadzi do niespójnego wchłaniania i zmniejszonej skuteczności terapeutycznej. Konwencjonalne podejścia, takie jak dyspersje stałe i kompleksy cyklodekstryny, mają ograniczenia w skalowalności i stabilności17. Stanowi obiecującą alternatywę, tworząc drobne emulsje typu olej w wodzie w kontakcie z płynami żołądkowo-jelitowymi, zwiększając rozpuszczalność i wchłanianie leków. Omija metabolizm pierwszego przejścia wątroby przez jelitowy szlak limfatyczny, poprawiając biodostępność18. W tym badaniu opracowano preparat SEDDS w celu przezwyciężenia wyzwań związanych z rozpuszczalnością, zapewniając lepsze wyniki terapeutyczne przy zwiększonej stabilności, rozpuszczaniu i przestrzeganiu zaleceń przez pacjenta. Głównym celem tego badania jest zwiększenie rozpuszczalności i biodostępności cyprofloksacyny po podaniu doustnym poprzez opracowanie SEDDS. Ma niską rozpuszczalność w wodzie i ograniczone wchłanianie z przewodu pokarmowego, co ogranicza jego skuteczność terapeutyczną19. Dzięki opracowaniu zoptymalizowanego SEDDS, lek może być skutecznie rozpuszczalny w płynach żołądkowo-jelitowych, co prowadzi do lepszego rozpuszczania, zwiększonego wchłaniania przez jelitowy układ limfatyczny, a ostatecznie do zwiększenia biodostępności. Badanie to koncentruje się na optymalizacji składu lipidów, środków powierzchniowo czynnych i kosurfaktantów SEDDS w celu uzyskania stabilnej formuły o ulepszonej charakterystyce uwalniania leku.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Szczegóły dotyczące odczynników i sprzętu użytego w tym badaniu są wymienione w Tabeli Materiałów.
1. Badania rozpuszczalności
2. Budowa diagramu faz pseudo-trójskładnikowych
3. Przygotowanie do SEDDS
4. Charakterystyka fizyczna
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Badanie rozpuszczalności i diagram faz pseudo-trójskładnikowych
Rozpuszczalność czystego leku w wybranych składnikach jest najwyższa w oleju silikonowym w dawce 85 mg/ml, następnie w Tween 80 w stężeniu 70 mg/ml, PG w stężeniu 50 mg/ml i PEG w stężeniu 30 mg/ml. Wyprowadzony diagram faz pseudotrójskładnikowych wykazał stały stosunek surfaktantów do kosurfaktantów (Smix). Na schemacie system składający się z PG/PEG 600 i T-80 w stosunku 1:6 wykazał dużą powierzchnię zdolną do emulgowania za pomocą ole...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Około 40% nowych jednostek chemicznych wykazuje słabą rozpuszczalność w wodzie, co skutkuje zmniejszoną biodostępnością po podaniu doustnym22. Wyzwanie to znacznie utrudnia kliniczne zastosowanie wielu potencjalnych związków terapeutycznych. Jest to syntetyczny antybiotyk fluorochinolonowy o szerokim zakresie sklasyfikowany w BCS IV, będący przykładem takich leków z problemami z rozpuszczalnością3. Aby przezwyciężyć te wyzwania związane z rozpuszczalnością, stosuje się ją w...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Oświadczenie o finansowaniu: Ta praca została sfinansowana przez Ongoing Research Funding Program (ORF-2025-966), King Saud University, Rijad, Arabia Saudyjska.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Ciprofloksacyna | Feroze-Son Pharma (Nowshera 24,110, Pakistan | NA | Standardowy lek |
| Mygliol oil,Dow | Chemical Ltd, Bangkok 10,110, Tajlandia | NA | |
| Olej oleinowy, olej silikonowy, oliwa z oliwek, olej rycynowy i olej słonecznikowy | Gaziantep (Gunedogu Anadolu 34,810, Turcja) | NA | Faza olejowa |
| Tlenek polietylenu 200 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Stany Zjednoczone | 8.17001 | Kosurfaktant |
| Tlenek polietylenu 400 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Stany Zjednoczone | 182028 | Kosurfaktant |
| Tlenek polietylenu 600 | Ahad International Pharmaceutical, Dera Ismail Khan, 29,050, Pakistan | NA | Kosurfaktant |
| Glikol polietylenowy (PG) | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Stany Zjednoczone | 1546401 | Kosurfaktant |
| Tween 20 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Stany Zjednoczone | 11332465001 | |
| Tween 80 | Sigma Aldrich (Saint Louis, Missouri 63,101, Stany Zjednoczone | P8074 | Surfaktant |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie