dostępność biologiczna bupiwakainy z mikrosfer

dostępność biologiczna bupiwakainy z mikrosfer

Nowiny Lekarskie 2007, 76, 5, 384-389
MONIKA BALCERKIEWICZ1, EDMUND GRZEŚKOWIAK1, PASCAL LE CORRE2, MAJA RATAJCZAK-ENSELME2
KAROL SZLUFIK1
DOSTĘPNOŚĆ BIOLOGICZNA BUPIWAKAINY
Z MIKROSFER POLIMEROWYCH PO PODANIU DOMIĘŚNIOWYM U KRÓLIKÓW
BIOAVAILABILITY OF BUPIVACAINE FROM POLYMERIC MICROSPHERES
AFTER INTRAMUSCULAR ADMINISTRATION IN RABBITS
1
Katedra i Zakład Farmacji Klinicznej i Biofarmacji
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
Kierownik: prof. dr hab. Edmund Grześkowiak
2
Laboratoire de Pharmacie Galenique et Biopharmacie Université de Reenes
Kierownik: dr Pascal Le Corre
Streszczenie
Wstęp. Środki znieczulenia regionalnego znajdują szerokie zastosowanie w znieczuleniu do zabiegów chirurgicznych oraz zwalczaniu bólu
o różnej etiologii. Przedłużone znieczulenie jest najczęściej wykonywane techniką powtarzalnych dawek frakcjonowanych lub ciągłego wlewu.
W obu przypadkach zachodzi ryzyko podania zewnątrzoponowej dawki leku do przestrzeni podpajęczynówkowej lub łożyska naczyniowego,
będącego bezpośrednią przyczyną zagrożenia życia. Z myślą o osiągnięciu długotrwałej analgezji przewodowej z jednoczesnym zmniejszeniem
ryzyka wystąpienia objawów toksyczności testowano wiele nowoczesnych postaci leku. Zadowalające rezultaty w badaniach przedklinicznych
przyniosło również wykorzystanie w tym celu mikrosfer polimerowych zawierających inkorporowaną substancję leczniczą.
Cel pracy. Celem badań było wykazanie możliwości obniżenia toksyczności oraz przedłużenia czasu działania farmakologicznego bupiwakainy
poprzez modyfikację farmakokinetyki i dostępności biologicznej, jaką uzyskano przez podanie leku w postaci mikrosfer polimerowych.
Metodyka. Eksperymenty wykonano w trzech etapach, wykorzystując w każdym z badań grupę 5 królików. Pierwszej grupie zwierząt
doświadczalnych podawano dożylnie 5 mg chlorowodorku bupiwakainy w 15-minutowym wlewie dożylnym. Druga grupa królików otrzymała
w formie iniekcji domięśniowej 5 mg chlorowodorku bupiwakainy, natomiast trzecia grupa królików otrzymała domięśniowo 5 mg bupiwakainy
w postaci zawiesiny mikrosfer polimerowych. Próbki krwi pobierano w przedziałach czasu: 1–300 min dla etapów I i II oraz dodatkowo przez 7
kolejnych dni, jak również w odstępach tygodniowych w przeciągu miesiąca dla etapu III. W celu oznaczenia stężenia leku we krwi zastosowano
metodę wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).
Wyniki. Na podstawie przeprowadzonych oznaczeń obliczono wybrane parametry farmakokinetyczne, pozwalające określić dostępność
biologiczną bupiwakainy z polimerowych mikrosfer (PLGA).
Wnioski. Uzyskane wyniki wykazały, że bupiwakaina jest uwalniana z mikrosfer w sposób przedłużony, kontrolowany i charakteryzuje się
korzystniejszymi dla znieczulenia miejscowego parametrami biodostępności.
SŁOWA KLUCZOWE: mikrosfery, bupiwakaina, znieczulenie miejscowe, PLGA.
Summary
Introduction. Bupivacaine is an amide type local anesthetics widely used in surgery and obstetrics for sustained central and peripheral nerve
blockade. However, its use is limited by its systemic toxicity related to high drug plasma concentrations resulting from a fast systemic absorption.
Improvement of regional administration of local anesthetic formulations could be obtained by their incorporation in controlled delivery systems
such as implants, liposomes, drug complexes with cyclodextrins and microspheres.
Aim. The aim of the present study was to determine the reduced systemic absorption leading to high plasma concentrations related to central
nervous and cardiovascular toxicity and to prolong the duration of action of bupivacaine through the modification of this pharmacokinetics by its
application as polymeric microspheres.
Method. We evaluated in rabbits the bupivacaine pharmacokinetics: in first stage after 15 minutes intravenous infusion of 5 mg bupivacaine
solution, in second stage after intramuscular injections 5 mg of bupivacaine in solution and in third stage after intramuscular injections 5
mg of bupivacaine-loaded microspheres. Blood samples were collected at several time points up to 5 h after administration and additionally
for 7 more days for the third stage.
Results. Plasma concetration of BP was measured by HPLC. C max and T max were derived from raw data. AUC 0-5h was computed by the trapezoidal
rule.
Conclusion. Obtained data indicate that bupivacaine is realeased from microspheres in prolonged and controlled way that is characterized by beneficial bioaccess parameters for local anesthesia.
KEY WORDS: microspheres, bupivacaine, anesthetics locale, PLGA.
Wstęp
Anestetyki lokalne dzięki możliwościom blokowania
przewodnictwa w nerwach obwodowych, korzeniach i
zwojach międzykręgowych, znajdują szerokie zastosowanie
zarówno w znieczuleniu do zabiegów chirurgicznych, jak
i w zwalczaniu bólu o różnej etiologii. Spośród leków tej
385
Dostępność biologiczna bupiwakainy zPrzemysław
mikrosfer polimerowych
Lisiński i innipo podaniu domięśniowym u królików
grupy często stosowana do wszystkich rodzajów znieczulenia
jest bupiwakaina. Lek ten charakteryzuje się szybkim,
silnym i długotrwałym efektem znieczulającym. Szybkość,
czas trwania, siła oraz zasięg znieczulenia zależą od miejsca
podania i zastosowanej dawki [1, 2, 3].
Właściwości farmakologiczno-farmakodynamiczne bupiwakainy sprawiają, że jest ona szczególnie przydatna,
gdy wymagane jest uzyskanie długiego znieczulenia i
ograniczonej blokady motorycznej. Najczęściej stosowana
jest więc w celu wywołania znieczulenia przewodowego,
nasiękowego, nerwów obwodowych i splotów nerwowych
do zabiegów operacyjnych w chirurgii, położnictwie,
stomatologii, urologii i okulistyce oraz w celu
zwalczania ostrego bólu pooperacyjnego, porodowego
i nowotworowego. Efekt przedłużonego znieczulenia
jest najczęściej uzyskiwany w wyniku zastosowania
techniki powtarzalnych dawek frakcjonowanych lub
ciągłego wlewu przez cewnik umieszczony w przestrzeni
zewnątrzoponowej. Właściwie dobrana dawka i
prawidłowo wykonana blokada najczęściej nie powodują
wystąpienia objawów toksycznych. Toksyczne działanie
bupiwakainy jest zwykle następstwem niezamierzonego
wstrzyknięcia donaczyniowego, podania zbyt dużej dawki
lub zbyt szybkiego podania leku [4–6].
W porównaniu z innymi lekami znieczulającymi,
bupiwakaina podana miejscowo jest znacznie bardziej
toksyczna. Przyjmuje się, że przy osiąganym stężeniu w osoczu
w zakresie 2–4 μg/ml istnieje duże prawdopodobieństwo wystąpienia
pierwszych
objawów
toksyczności
ogólnoustrojowej.
Podwyższone
stężenie
bupiwakainy
w
osoczu
powoduje
charakterystyczny
zespół
objawów,
związanych
z zaburzeniami funkcji ośrodkowego układu nerwowego
i pracy serca. Średnia dożylna dawka letalna bupiwakainy
ustalona w badaniach na owcach wynosiła 156 mg (1450
mg dla lidokainy). Śmierć zwierząt następowała z powodu
komorowych zaburzeń rytmu o nagłym przebiegu. Stężenie
bupiwakainy oznaczone w mięśniu sercowym martwych
zwierząt stanowiło 3,3% podanej dawki [7, 8].
Objawy neurotoksyczności zazwyczaj pojawiają
się wcześniej i przy niższych stężeniach niż zaburzenia
ze strony układu krążenia. Zdarza się, że w przypadku
bupiwakainy objawy kardiotoksyczne mogą wystąpić bez
uprzednich objawów ośrodkowych i lek ten może wywołać
arytmie komorowe w stężeniach osoczowych niższych od
wywołujących drgawki. Bupiwakaina z łatwością pokonuje
barierę krew-mózg i w stężeniu toksycznym wywołuje
w pierwszej fazie pobudzenie, a przy dalszym wzroście
stężenia depresję OUN ze śpiączką i zatrzymaniem
oddechu [7, 9].
W celu uzyskania efektów długotrwałej analgezji
przewodowej badano wiele nowoczesnych postaci leku,
odznaczających się kontrolowanym uwalnianiem substancji
leczniczej. W doświadczeniach prowadzonych na modelach
zwierzęcych testowano między innymi: implanty, liposomy,
385
kompleksy inkluzyjne z cyklodekstrynami, nośniki lipidowe,
mikrosfery polimerowe oraz liposfery. Wyniki badań
sugerują, że podanie leku w nowoczesnej postaci pozwala na
modyfikację uwalniania substancji leczniczej, co skutkuje
obniżeniem stężenia leku we krwi zmniejszającym ryzyko
wystąpienia objawów toksyczności oraz wydłużeniem
działania znieczulającego i przeciwbólowego substancji
leczniczej [10–14].
Zadowalające rezultaty w badaniach przedklinicznych
przyniosło wykorzystanie mikrosfer polimerowych z
inkorporowanym anestetykiem, dzięki czemu uzyskiwano
efekt przedłużonego uwalniania z nich substancji
leczniczej oraz zmniejszenia ryzyka wystąpienia działań
niepożądanych.
Mikrosfery stanowią mikrokompartmentowy system
leku o charakterze matrycowym. Są to monolityczne,
kuliste cząstki, o porowatej powierzchni i wielkości od
1 do 500 μm. Matryce mikrosfer stanowią różnego
rodzaju polimery, w których substancja lecznicza jest
inkorporowana lub rozpuszczona [15].
Ryc. 1. Mikrosfery do podania pozajelitowego – obraz z
mikroskopu elektronowego.
Fig. 1. Microsphere parenteral administration – photograph from
the electron microscopy.
Substancje wykorzystywane w konstruowaniu
mikrocząstek powinny być zgodne z tkankami, wykazywać
odpowiednie właściwości mechaniczne i przewidywalny profil uwalniania leku. Jako matryce polimerowe do sporządzania
mikrosfer stosuje się związki wielkocząsteczkowe,
pochodzenia naturalnego lub syntetyczne, należące do
różnych grup chemicznych. Największe możliwości
aplikacyjne stwarzają jednak mikrosfery, których matryce
otrzymywane są z polimerów biodegradowalnych. Wśród
nich największe znaczenie praktyczne mają biozgodne,
syntetyczne poliestry β- i α-hydroksykwasów, szczególnie
mlekowego i glikolowego, ich kopolimery oraz naturalne
polimery jak proteiny czy polisacharydy. Kopolimeryzacja
D,L-laktydów i glikolidów niszczy strukturę krystaliczną,
przyspieszając tym samym hydrolizę i biodegradację matrycy.
Najkorzystniejszą kinetykę rozpadu wykazuje kopolimer
PLGA w proporcji 50:50. Dalsze zwiększanie zawartości
jednostek glikolowych spowalnia jednak hydrolizę
z powodu wzrostu stopnia krystalizacji [16].
386
Deficyty funkcji ruchowych u chorych
Monika
po urazie
Balcerkiewicz
rdzenia kręgowego
i inni
w części szyjnej kręgosłupa
Uwalnianie substancji leczniczej następuje przede
wszystkim powierzchniowo, w efekcie powierzchniowej
erozji matrycy polimerowej i jednoczesnej dyfuzji leku.
Po podaniu domięśniowym lub implantacji, mikrosfery
poliestrowe ulegają w płynie tkankowym biodegeneracji na
drodze hydrolizy autokatalitycznej. Z nierozpuszczalnych
makrocząstek w wyniku hydrolitycznej deestryfikacji powstają
małe fragmenty rozpuszczalnych oligo- i monomerów, które
dyfundują do otaczającego środowiska. Równocześnie
wnikająca w strukturę wewnętrzną polimeru woda powoduje
powolną degradację łańcucha polimerowego. Matryca
stopniowo traci pierwotną spójność i powstają mikrokanały
sprzyjające dyfuzji leku. W miarę redukcji masy matrycy
droga dyfuzji leku staje się coraz krótsza [16].
Szybkość hydrolizy łańcuchów polimerowych zależy
w dużym stopniu od pH i temperatury, dlatego w warunkach
in vivo obserwuje się minimalne różnice szybkości rozpadu
mikrosfer uzależnione drogą ich podania. W przypadku
matryc poliestrowych hydroliza enzymatyczna odgrywa
niewielką rolę w procesie rozpadu, prawdopodobnie większą
dla amorficznych odmian polimerów [17].
Szerokoprowadzonebadaniapodstawoweorazwieloletnie
doświadczenie kliniczne potwierdziły bezpieczeństwo i dużą
przydatność polimerów hydroksykwasów jako materiału
implantacyjnego. Mikrosfery wykonane z polimerów PLA,
PGA oraz PLGA są całkowicie bioresorbowalne i doskonale
tolerowane przez organizm. Hydroliza wiązań estrowych
w warunkach in vivo prowadzi do powstania monomerów
kwasów hydroksylowych, które następnie zostają włączone
do cyklu Krebsa i wydalone w formie nieszkodliwych
produktów przemiany materii – dwutlenku węgla oraz wody.
Mikrosfery polimerowe mogą jednak powodować łagodny
odczyn tkankowy, ale bez miejscowego i uogólnionego
stanu zapalnego [17–19].
Mikrosfery stanowiąc układy mikrokompartmentowe
znalazły zastosowanie przede wszystkim jako pozajelitowe
postacie leku o przedłużonym i kontrolowanym uwalnianiu.
Zależnie od wielkości mogą być administrowane różnymi
drogami. Zawieszone w odpowiednim środowisku
mikrosfery wielkości 1–8 μm lub mniejsze od 1 μm, tzw.
nanosfery, mogą być przydatne do podania dożylnego,
mikrosfery wielkości 10–150 μm mogą być podane
podskórnie lub domięśniowo, zaś o wielkości 100–500 μm
mogą służyć do embolizacji naczyń [20].
Mikrosfery zapewniają dłuższy czas uwalniania substancji
leczniczej niż zawiesiny czy roztwory o zwiększonej
lepkości, a ich zaletą w porównaniu z implantami jest
możliwość iniekcyjnej aplikacji bez ingerencji chirurgicznej.
Przedłużony profil uwalniania leku z mikrosfer sprawia, że
mogą one stanowić również korzystny system dozowania
substancji leczniczych w leczeniu chorób przewlekłych,
a także dla leków charakteryzujących się małą dostępnością
biologiczną po podaniu doustnym czy krótkim biologicznym
okresem półtrwania [21, 22].
386
Do najczęściej inkorporowanych w biodegradowalnych
mikrosferach substancji leczniczych zalicza się przede
wszystkim cytostatyki i analogi hormonów stosowane
w leczeniu nowotworów hormonozależnych. Aplikacja
mikrosfer zawierających cytostatyki w naczyniowej
embolizacji pozwala na prowadzenie terapii celowanej,
zmniejszając ryzyko toksyczności ogólnoustrojowej. W
badaniach klinicznych próbowano podawać tą drogą m.in. 5fluoro-uaracyl, aklarubicynę, doksorubicynę czy metotreksat,
uzyskując duże stężenie leku w tkance nowotworowej przy
małym jego stężeniu w krążeniu ogólnym.
Dotychczas wprowadzono do lecznictwa niewiele
leków w tej postaci. Są to przeważnie preparaty zawierające
mikrosfery przeznaczone do podskórnego lub domięśniowego
podania w formie zawiesiny. Jednakże, wiele innych
substancji leczniczych, którym nadano formę mikrosfer
zostało pozytywnie zweryfikowanych w doświadczeniach
z wykorzystaniem zwierząt doświadczalnych [23].
Cel pracy
Celem badań było wskazanie na możliwość obniżenia
toksyczności oraz przedłużenia działania farmakologicznego
bupiwakainy poprzez modyfikację farmakokinetyki
i dostępności biologicznej, jaką uzyskano przez podanie leku
w postaci mikrosfer polimerowych (PLGA).
Materiał i metodyka
Badane mikrosfery PLGA z bupiwakainą (MsB-1:
Medisorb 50/50 low IV, proporcje bupiwakaina/polimer:
40/60) otrzymano w Laboratoire de Pharmacie Galenique
et Biopharmacie Université de Rennes [24].
Badania przeprowadzono w trzech etapach, w sposób
randomizowany, metodą równoległą w trzech grupach
królików rasy Olbrzym belgijski, obojga płci, o masie ciała
3,00–4,65 kg, wykorzystując 5 zwierząt doświadczalnych
w każdym etapie badań.
Wszystkim zwierzętom na 24 h przed rozpoczęciem
badań nie podawano karmy, natomiast dostęp do wody
pozostawał nieograniczony. Pomiędzy kolejnymi etapami
badania zostały zachowane odstępy czasu gwarantujące
całkowitą eliminację z ustroju poprzedniej dawki leku,
natomiast mikrosfery z inkorporowaną bupiwakainą (MsB)
podawano zawsze w ostatniej fazie doświadczenia.
W pierwszym etapie podano królikom za pomocą pompy
infuzyjnej 5 mg chlorowodorku bupiwakainy (5 ml roztworu
0,1%) w 15-minutowym wlewie dożylnym.
W drugim etapie królikom podano domięśniowo
tę samą dawkę chlorowodorku bupiwakainy w postaci
iniekcji 1 ml roztworu 0,5%, natomiast w trzecim etapie
króliki otrzymywały domięśniowo 5 mg bupiwakainy
w postaci 1 ml zawiesiny mikrosfer w wodzie do
wstrzykiwań, sporządzonej tuż przed iniekcją.
Dostępność biologiczna bupiwakainy z mikrosfer polimerowych po podaniu domięśniowym u królików
387
przez Lorec i wsp. [25]. Badaną substancję poddano
ekstrakcji z fazy wodnej do organicznej, a następnie po
odparowaniu tej fazy w strumieniu azotu suchą pozostałość
rozpuszczono w fazie ruchomej. Na kolumnę chromatografu
wyposażonego w detektor UV-VIS nastrzykiwano próbki
o objętości 50 µl używając jako wzorca wewnętrznego
roztworu chlorowodorku lidokainy o stężeniu 5 µg/ml.
Wszystkie pomiary, obliczenia oraz automatyczne integracje
powierzchni sygnałów opracowano przy użyciu programu
komputerowego Empower Pro.
Wyniki
Ryc. 2. Mikrosfery do podania pozajelitowego – schemat
struktury wewnętrznej.
Fig. 2. Microspheres for parenteral administration – the schema
of the internal structure.
We wszystkich etapach badania próbki krwi (1,5–2 ml)
pobierano przez kaniulę tuż przed podaniem leku (próba
zerowa), a następnie w określonych odstępach czasu:
I Etap: w 5, 10 oraz 15 minucie infuzji, a następnie po
1, 3, 5, 8, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 210,
240, 300 minutach od zakończenia wlewu;
II Etap: po 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 60, 120, 180, 240,
300 minutach od podania;
III Etap: po 1, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 60, 120, 180, 240,
300, 360 minutach od podania, a następnie po 10, 24, 30,
48 h i co 24 h w przeciągu tygodnia oraz w przedziałach
tygodniowych przez okres miesiąca.
Krew pobierano do probówek heparynizowanych,
następnie wirowano i rozdzielano osocze, które następnie
zamrażano i przechowywano w temperaturze -30°C do
momentu oznaczania substancji czynnej.
W celu oznaczenia stężenia leku uwolnionego z badanych
postaci zastosowano zmodyfikowaną i zwalidowaną metodę
wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) opisaną
W oparciu o wartości oznaczonych stężeń
przeprowadzono
analizę
farmakokinetyczną
indywidualnych krzywych zależności stężenia od czasu.
Dla wszystkich trzech etapów badania wyznaczone
zostały parametry biodostępności – AUCt, Cmax, tmax
oraz parametry farmakokinetyczne, tj. Kel β, t0,5 β, Vd i
Cl. Wartości AUC0-5h bliczone dla każdego etapu badań
posłuzyły do wyznaczenia bezwzględnej oraz względnej
dostępności biologicznej, która wyniosła odpowiednio F =
0,22 i Fr = 0,25.Wartości parametrów Cmax i tmax odczytano
bezpośrednio z indywidualnych krzywych C = f(t). Pole
powierzchni pod krzywą opisującą stężenie leku we krwi
w czasie wyznaczono metodą trapezów. Wartości
parametrów farmakokinetycznych bupiwakainy w
kolejnych etapach badania zamieszczono w tabeli 1.
Analizy statystycznej uzyskanych wyników dokonano
przy użyciu programu InStat v2.05a firmy GraphPad oraz
SigmaStat 3.0. Średnie wartości stężenia bupiwakainy
uzyskane we wszystkich etapach doświadczenia można
odczytać z wykresu.
Porównawczą ocenę statystyczną poszczególnych
etapów doświadczenia, przeprowadzoną za pomocą testu
t-Studenta lub Manna-Whitneya również zamieszczono w
tabeli 1.
Tab. 1. Średnie wartości parametrów farmakokinetycznych bupiwakainy uzyskane w kolejnych etapach doświadczenia oraz ich
ocena statystyczna
Table 1. Mean pharmacokinetic parameters of bupivacaine obtained at the following stages of the experiment and their statistical
analysis
Parametr
AUC0–5h [ng·h/ml]
Cmax [ng/ml]
tmax [h]
Kel β [1/h]
t0,5 β [h]
Vd [l]
Vd [l/kg]
Cl [l/h]
Etap I – BP i.v.
Etap II – BP i.m.
Etap III – MsB i.m.
I – II
II – III
563,21 ± 27,74
777,7 ± 211,6
0,25inf ± 0,00
0,46 ± 0,14
1,40 ± 0,38
22,32 ± 6,95
5,76 ± 2,14
11,57 ± 4,28
504,34 ± 68,34
763,0 ± 223,1
0,10 ± 0,06
0,40 ± 0,08
1,77 ± 0,35
32,26 ± 8,28
8,95 ± 1,39
12,57 ± 1,41
125,14 ± 14,91
44,0 ± 10,8
0,25 ± 0,08
0,010 ± 0,0045
79,22 ± 29,60
266,19 ± 59,62
69,21 ± 19,67
2,48 ± 0,62
NS
NS
IS*
NS
NS
NS
NS
NS
IS
IS*
IS*
IS
IS
IS
IS
IS
NS – wynik nieistotny statystycznie
IS – wynik istotny statystycznie
* – test Manna-Whitneya
388
Monika Balcerkiewicz i inni
Wykres 1. Porównanie uśrednionych wykresów zmian stężenia
bupiwakainy w osoczu po podaniu bupiwakainy w postaci: a.
zawiesiny mikrosfer – domięśniowo (MsB i.m.), b. roztworu dożylnie (BP i.v.) oraz c. roztworu – domięśniowo (BP i.m.)
Graph 1. The comparison of mean plasma bupivacaine concentration after: a. the intramuscular administration of bupivacaineloaded microspheres (MsB i.m.), b. the intravenous administration of bupivacaine solution (BP i.v.) and c. the intramuscular
administration of bupivacaine solution (BP i.m.)
Dyskusja
Inkorporowanie bupiwakainy do matrycy mikrosfer
ma na celu przedłużenie działania znieczulającego, przy
równoczesnym obniżeniu wchłaniania leku z miejsca
podania do krążenia ogólnego, a tym samym zmniejszenie
ryzyka
toksyczności
ogólnoustrojowej.
Celem
przeprowadzonych eksperymentów było porównanie
farmakokinetyki po podaniu równoważnych dawek 5 mg
bupiwakainy w postaci roztworu chlorowodorku bupiwakainy (BP) w formie 15-minutowej infuzji dożylnej
(BP-inf, etap I), domięśniowym podaniu roztworu
chlorowodorku bupiwakainy (BP-i.m., etap II) oraz
domięśniowym podaniu wodnej zawiesiny mikrosfer z
bupiwakainą (MsB, etap III).
Porównanie średnich pól powierzchni pod krzywą zmian
stężenia leku we krwi w czasie dla dwóch pierwszych etapów
nie różnią się istotnie, natomiast porównanie z etapem III
jest istotne statystycznie (P < 0,001). Ocena statystyczna
dla średnich stężeń maksymalnych (Cmax) dla kolejnych
etapów jest analogiczna jak w przypadku AUCt. Średni
czas potrzebny do osiągnięcia stężenia maksymalnego
(Tmax) w przypadku etapu I był równoznaczny z momentem
zakończenia wlewu i wyniósł 0,25 h infuzji dla wszystkich
podań. Średni Tmax dla etapów II i III wynosił odpowiednio:
0,10 ± 0,06; 0,25 ± 0,08 h. Uzyskane wyniki są istotne
statystycznie (tab. 1.).
Podanie domięśniowe BP i MsB można poniekąd
traktować jako farmakokinetyczną symulację znieczulenia obwodowego.Analizauzyskanychwynikówsugerujeko-rzystne
właściwości bupiwakainy podanej w postaci mikrosfer.
Inkorporacja BP znacznie obniża wartość osiąganego Cmax i
wydłuża Tmax. Ponieważ większość niepożądanych efektów
bupiwakainy jest rezultatem szybkiego wzrostu stężenia leku
w krążeniu ogólnym, powolna absorpcja i niskie stężenia
obserwowane dla mikrosfer mogą sprzyjać obniżeniu
wysokiej toksyczności tego leku.
Oznaczane stężenia dla MsB po 5 h od momentu
iniekcji potwierdziły efekt przedłużonego, kontrolowanego
uwalniania substancji leczniczej z matrycy. Średnio około
10–24 h po podaniu, stężenie leku we krwi ustala się na
względnie stałym poziomie.
Porównując parametry farmakokinetyczne (Kel β, t0,5,
Vd, Cl) dla trzech etapów badania nie obserwuje się różnic
istotnych statystycznie pomiędzy etapami I i II, natomiast
rozbieżności pomiędzy etapami II i III są bardzo wyraźne.
Biologiczny okres półtrwania (t0,5) jest znacznie dłuższy
dla bupiwakainy uwalnianej z mikrosfer. BP podana w
formie mikrosfer jest więc eliminowana znacznie wolniej
z organizmu. Objętość dystrybucji dla etapu III jest około
6-krotnie wyższa w porównaniu z podaniem roztworu
BP. Również klirens (Cl) w obu przypadkach wykazuje
różnice istotne statystycznie.
Znaczne odchylenia standardowe dla pojedynczych
przypadków sugerują, że badania powinny zostać
przeprowadzone na większej grupie zwierząt. Ponadto
mikrosfery sporządzone techniką suszenia rozpyłowego
bez dodatku substancji powierzchniowo czynnych
łatwo ulegają aglomeracji, co zapewne było przyczyną
obserwowanej trudności w uzyskaniu jednorodnej
dyspersji przed iniekcją. Bardzo niskie stężenia
bupiwakainy w osoczu po podaniu mikrosfer mogły mieć
negatywny wpływ na precyzję oznaczeń.
Jakkolwiek stwierdzona w przypadku MsB
zmniejszona biodostępność bupiwakainy jest zjawiskiem
pożądanym w znieczuleniu miejscowym, to jednak
ustalenia wymaga poziom leku w miejscu działania.
Badanie poszerzone o pomiar stopnia blokady czuciowej
i motorycznej lub oznaczanie poziomu leku w miejscu
podania techniką mikrodializy pozwoliłoby określić, czy
bupiwakaina uwalniana z badanych mikrosfer osiąga
stężenia terapeutyczne.
Wnioski
Zastosowanienowejpostacibupiwakainyinkorporowanej
w matrycy mikrosferowej pozwala uzyskać przedłużone
znieczulenie po jednorazowym podaniu leku, przy jego
ograniczonej absorpcji do krążenia ogólnego i obniżeniu
ryzyka wystąpienia objawów toksyczności.
Piśmiennictwo
1. Sweetman S.C.: Martindale. The complete drug reference.
Pharmaceutical Press, Chicago 2005, 1367-1372.
2. Aguilar J.L., Montes A., Montero A. i wsp.: Plasma bupivacaine levels after pleural block: The effect of epinephrine after
unilateral or bilateral bupivacaine administration. Reg. Anesth,
1992, 17, 99-100.
3. Dollery C.: Therapeutic Drugs. Churchill Livingstone, 1999,
B99-B102.
4. Aitkenhead A.R., Smith G.: Podręcznik anestezjologii. Oficyna
Wydawnicza Atena, Poznań, 1995, 139-255.
5. Kamiński B., Kübler A.: Anestezjologia i intensywna terapia.
Dostępność biologiczna bupiwakainy z mikrosfer polimerowych po podaniu domięśniowym u królików
Podręcznik dla studentów medycyny. PZWL, Warszawa, 2002,
60-199.
6. Garstka J.: Znieczulenie przewodowe. PZWL, Warszawa,
1992, 17-86.
7. Przeklasa-Muszyńska A., Dobrogowski J.: Powikłania znieczulenia miejscowego. Andres J. (red.): Neurologia, znieczulenie regionalne i terapia bólu. Ośrodek Regionalny FEEA w
Krakowie, Kraków, 2005, 129-148.
8. Nancarrow C., Ruten A.J., Runciman W.B. et al.: Myocardial
and cerebral drug concentrations and the mechanism of death
after fatal intravenous doses of lidocaine, bupivacaine and ropivacaine in the sheep. Anesth. Analg., 1989, 69, 276-283.
9. Boban M., Stowe D.F., Gross G.J. et al.: Potassium channel
openers attenuate atrioventicular block by bupivacaine in isolated hearts. Anesth. Analg., 1993, 76, 1259-1265.
10. Malinovsky J.M., Le Corre P., Meunier J.F. et al.: A dose-response study of epidural liposomal bupivacaine in rabbits.
J. Controlled Release, 1999, 60, 111-119.
11. Masters D.B., Berde C.B., Dutta S. et al.: Sustained local anesthetic release from bidegradable polymer matrices: A potential
method for prolonged regional anesthesia. Pharmacol. Res.,
1993, 10, 1527-32.
12. Freville J.C., Dollo G., Le Corre P. et al.: Controlled systemic
absorption and increased anesthetic effect of bupivacaine following epidural administration of bupivacaine following epidural administration of bupivacaine – hydroxypropyl – beta
- cyclodextrin complex. Pharmacol. Res., 1996, 13, 1576-80.
13. Dollo G., Le Corre P., Chevanne F. et al.: Bupivacaine containing dry emulsion can prolong epidural anesthetic effects in rabbits. Eur. J. Pharm. Sci., 2004, 22, 63-70.
14. Estebe J.P.; Le Corre P.; Du Plessis L. et al.: The pharmacokinetics and pharmacodynamics of bupivacaine-loaded microspheres on a brachial plexus block model in sheep. Anesth.
Analg., 2001, 93, 447-55.
15. Müller R., Hildebrand G.E. (red.): Technologia nowoczesnych
postaci leków. PZWL, Warszawa 1998, 123-126.
16. Janicki S., Fiebig A., Sznitowska M.: Farmacja stosowana.
Podręcznik dla studentów farmacji. PZWL, Warszawa 2002;
231-232.
17. Suffritti G.: Toxicological evaluation of the incorporation of
polymers and copolymers based on L-, D- and D,L-lactide and
glycolide. March 1997.
389
18. www.ghimas.it/dentale/documenti/inglese/Toxicological%20
Evaluation.PDF 06.09.2006
19. Nakamura T., Hitomi S., Watanabe S., Shimiz Y., Hyon S.H.,
Ikada Y.: Bioabsorption of polylactides with different molecular properties. J. Biomed. Mater. Res., 1989, 23, 1115-1130.
20. Yamaguchi K., Anderson J.M., Feijen J., Heller J.: In vivo
biocompatibility studies of Medisorb 63/35 D,L-lactide/
glycolide copolymer microspheres. J. Controll. Release, 1993,
24, 81-93.
21. Janicki S.: Urzeczywistnianie idei leku wielokompartmentowego. Farm. Pol., 1999, 55, 139-148.
22. Curley J., Castillo J.B.A., Hotz J., Uezono M., Hernandez S.:
Prolonged regional nerve blockade: Injectable biodegradable
bupivacaine/polyester microspheres. Anesthesiology, 1996, 84,
1401-1410.
23. Halkiewicz A., Janicki S.: Mikrosfery jako postać leku do podawania pozajelitowego. Farm. Pol., 1995, 51, 836-846.
24. D’Souza S.S., Faraj J.A., DeLuca P.P.: A model-dependent
approach to correlate accelerated with real time release from
biodegradable microspheres. AAPS PharmSciTech, 2005, 6,
E553-E564.
25. Ratajczak M.: Technologia otrzymywania mikrosfer z kopolimerów kwasu mlekowego i glikolowego oraz bupiwakainy. Praca magisterska przedstawiona Radzie Wydziału
Farmaceutycznego Akademii Medycznej w Poznaniu, Poznań/
Université de Rennes 2002.
26. Lorec A.M., Bruguerolle B., Attolini L. et al.: Rapid simultaneous determination of lidocaine, bupivacaine and their two
main metabolites using capillary gas-liquid chromatography
with nitrogen phosphorus detector. Ther. Drug Monit., 1994,
16, 592-595.
Dziękujemy Panu Prof. P. Le Corre za pomoc w otrzymaniu mikrosfer.
Adres do korespondencji:
Monika Balcerkiewicz
Katedra i Zakład Farmacji Klinicznej i Biofarmacji
Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu
ul. św. M. Magdaleny 14
61-861 Poznań
tel. (061) 852 90 57 w. 53