docmarzec ok ok.indd - Farmaceutyczny Przegląd Naukowy
download 
Reklamacja Transkrypt
marzec ok ok.indd - Farmaceutyczny Przegląd Naukowy
$OSTÃPNOu¿FARMACEUTYCZNAMETOTREKSATU ZUKADÌWTERMOWRALIWYCHOTRZYMANYCH NABAZIE0LURONICU& 0HARMACEUTICALAVAILABILITYOFMETHOTREXATE FROMTHERMOSENSITIVESYSTEMSPREPAREDON0LURONIC& 0ROFDRHAB*ANUSZ0LUTAMGR"OENA+AROLEWICZ +ATEDRAI:AKAD4ECHNOLOGII0OSTACI,EKU !KADEMIA-EDYCZNAIM0IASTÌWgLSKICH WE7ROCAWIU UL3ZEWSKA7ROCAW +IEROWNIK+ATEDRY0ROFDRHAB*ANUSZ0LUTA Streszczenie: Celem pracy była ocena dostępności farmaceutycznej metotreksatu z formulacji sporządzonych na bazie termowrażliwego polimeru z zamiarem ich zastosowania w postaci iniekcji do litego guza nowotworowego. Taka forma leku może być podawana jako implant, z którego substancja lecznicza uwalniałaby się powoli w miejscu aplikacji. Wszystkie badane formulacje zawierające metotreksat, sporządzone na bazie Pluronicu F-127, 0,1% chlorku benzalkoniowego z dodatkiem wybranych substancji pomocniczych tj. laktozy, glukozy, mannitolu, chlorku sodu i polioksyetylenoglikoli o różnej masie cząsteczkowej, cechowały się przemianą fazową zol-żel pod wpływem wzrostu temperatury. Zastosowane składowe formulacyjne wpływały na wielkość i charakter zmian temperatury przemiany fazowej zol-żel badanych serii. Wszystkie formulacje posiadały temperaturę przemiany fazowej zol-żel w zakresie temperatury fizjologicznej. Uwalnianie metotreksatu z tych układów jest wynikiem sumowania się równocześnie zachodzącej dyfuzji opartej na prawie Ficka i uwalniania zgodnego z zerowym rzędem reakcji, a wyznaczony czas półuwalniania substancji leczniczej z tych formulacji przemawia za ich wykorzystaniem do konstruowania postaci leku o przedłużonym działaniu. Abstract: The aim of the study was to evaluate the availability of gels obtained on the basis of Pluronic F127 with the purpose of being injected into a tumour. They could be delivered in the form of implants with a sustained release of the active substance at the target site, what would improve the kinetic parameters of the drug, at the same time limiting its undesired effects. The investigated formulations of liquid consistency at room temperature were obtained in sterile conditions on the basis of Pluronic F-127, methotrexate, benzalconium chloride with addition of lactose, glucose, mannitol, glycerol, sodium chloride, polyoxethylene glycol in different concentrations. All the investigated formulations prepared on Pluronic F-127 revealed sol-gel transition temperature in the physiological range. Detailed analysis of functional relationship of the released methotrexate in time characterised two different mechanisms: Fick diffusion and zero order release. The use of Pluronic F-127 with certain additives as a vehicle for active substance allows to prepare systems with various semi-release time. The semi-release time of methotrexate (t0,5) for this formulation supports its usefulness in constructing a prolonged release drug from. Słowa kluczowe: termowrażliwe nośniki leku, temperatura przejścia fazowego zol-żel, dostępność farmaceutyczna metotreksatu Key words: thermosensitive drug carriers, sol-gel transition temperature, pharmaceutical availability of methotrexate &ARMACEUTYCZNY 0RZEGLD.AUKOWY COPYRIGHT'RUPA$R!2+WIECIÊSKIEGO )33. ¡¤°°U ' Ö Ze względu na wysoką toksyczność chemioterapia powinna być możliwie w jak największym stopniu selektywna, a jej działanie ograniczone do wybiórczego niszczenia tkanki nowotworowej, przy minimalnym i odwracalnym uszkodzeniu prawidłowych tkanek chorego [1]. Podanie substancji przeciwnowotworowej bezpośrednio do guza wiąże się z większą selektywnością jej działania, lepszą dystrybucją w chorej tkance i ograniczeniem działań niepożądanych [2]. Leki podane miejscowo nie przedostają się do krążenia ogólnego krwi lub przedostają się tylko w niewielkim stopniu. Ich wpływ na tkanki ogranicza się do określonej przestrzeni, w której dany związek został bezpośrednio zastosowany [3,4]. Jest to metoda terapii bardzo przydatna w leczeniu tych nowotworów, których chirurgiczne usunięcie jest ograniczone przez dostęp do guza, nowotworów mających nieregularną morfologię, czy, jak w przypadku guzów mózgu, przy utrudnionym przenikaniu cytostatyku przez barierę krew-mózg [5]. W celu uzyskania stężenia terapeutycznego leku w miejscu zmienionym chorobowo prowadzi się intensywne prace doskonalące podawane miejscowo formy leku. Modyfikacje postaci leku bez ingerencji w strukturę chemiczną substancji leczniczej dają w tym przypadku możliwość otrzymania zamierzonego efektu farmakologicznego i pozwalają sprostać wymaganiom skutecznej terapii [6]. Formułowanie nowych postaci leku do podania pozajelitowego ma na celu opracowanie nośnika zapewniającego nie tylko odpowiedni poziom terapeutyczny substancji i przedłużenie jej działania, ale i wygodę stosowania. Osiągnąć to można w dużej mierze poprzez wykorzystanie nowych substancji pomocniczych, takich jak np. poliestry poprzecznie usieciowane, poliuretany czy polimery wrażliwe na czynniki tj. fizjologiczna temperatura, pH, obecność jonów w płynach organizmu. Wykorzystanie w technologii form pozajelitowych biokompatybilnego polimeru, Pluronicu F-127, umożliwia uzyskanie nośnika substancji leczniczej aplikowanego w formie roztworu, który w temperaturze fizjologicznej ciała, in situ będzie formował żel [7]. - Rl-t¬ Pluronic F-127 - Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Glukoza jednowodna PhEur - Fluka Chemie, Laktoza PhEur - Fluka Chemie, Mannitol - Riedel-de-Haen, Chlorek benzalkoniowy cz.d.a. - Fluka Chemie, Polioksyetylenoglikol 200, 600, 1500 PhEur - Fluka Chemie, Chlorek sodu PhEur - Fluka Chemie, metotreksat - Sigma-Aldrich Chemie. R |J¬ Płynne formulacje zawierające 14,8% Pluronicu F-127 sporządzano na zimno techniką opisaną przez Schmolka w komorze z nawiewem laminarnym Lamil. Substancje pomocnicze i metotreksat wprowadzano kolejno do rozpuszczonego w wodzie do wstrzykiwań o temperaturze około 15ºC polimeru. Po zmieszaniu gotowe formulacje sączono przez strzykawkowe apirogenne sączki membranowe Arcodisc® Syringe Filter do jałowych fiolek ze szkła oranżowego. Po przygotowaniu wszystkie formulacje były przeCOPYRIGHT'RUPA$R!2+WIECIÊSKIEGO )33. chowywane w lodówce w temperaturze około 4ºC i badane po upływie 72 godzin. Uwalnianie metotreksatu z podłoży charakteryzujących się przemianą fazową zol-żel przy wzrastającej temperaturze prowadzono przez 4 godziny w temperaturze 37°C, w komorach Franza (Hanson Vertical Cell) z błoną półprzepuszczalną Membra-Cel® Dialysis Tubing (Serva, Heidelberg) o wielkości porów 3500 Da. Poszczególne frakcje odbierano w odstępach 30 minutowych, a ilość uwolnionej substancji leczniczej oznaczano spektrofotometrycznie z wykorzystaniem UV/VIS spektrofometru Cecil Instruments-Chemist-Handel (M.B.H. Austria). Pomiary wykonano sześciokrotnie i obliczono średni wynik. Dane opracowano w programie komputerowym STATISTICA Version 5, 97’, metodą najmniejszych kwadratów przy poziomie ufności p<0.05. '¬ylpl Badanie dostępności farmaceutycznej metotreksatu z otrzymanych formulacji do wody przeprowadzono w temperaturze 37±0,5ºC w komorach Franz’a zgodnie zamieszczonym powyżej opisem. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, iż dodatek substancji pomocniczych do formulacji pozwolił na otrzymanie nośników substancji leczniczej o różnym czasie półuwalniania. Uzyskane średnie wartości oznaczeń wykazały, iż proces uwalniania metotreksatu z formulacji przebiegał z kinetyką I-rzędu, co potwierdzają wielkości współczynników korelacji R dla danych empirycznych w skali półlogarytmicznej. Na podstawie wyznaczonych współczynników kierunkowych linii trendu, odpowiadającym stałym szybkości reakcji uwalniania, obliczono dla poszczególnych serii formulacji okresy półuwalniania. Równania linii trendu i odpowiadające im współczynniki korelacji oraz okresy półuwalniania zestawiono w tabeli I. Wartość współczynników korelacji przy poziomie istotności p<0,05 świadczy o wysokim dopasowaniu danych doświadczalnych do półlogarytmicznej zależności zmian procentu pozostałości metotreksatu w formulacji w funkcji czasu. W celu oceny wpływu procesu dyfuzji na dostępność farmaceutyczną metotreksatu z nośnika przeprowadzono także analizę przebiegu uwalniania w oparciu o półempiryczny model Korsmeyera-Peppasa. Wartość wykładnika dyfuzji n w tym modelu jest wyznacznikiem wpływu dyfuzji na proces uwalniania. Dla n=0,5 uwalnianie leku jest kontrolowane przez proces dyfuzji zgodny z prawem Ficka, dla n=1,0 uwalnianie zachodzi zgodnie z zerowym rzędem reakcji. Wartość wykładnika n w zakresie 0,5<n<1,0 świadczy o tym, iż na uwalnianie substancji leczniczej z nośnika mają wpływ oba wymienione mechanizmy. Wykorzystując algorytm Quasi-Newtona dostępny w programie komputerowym STATISTICA v.5,97’ dokonano estymacji nieliniowej metodą najmniejszych kwadratów uzyskanych danych pomiarowych i wyznaczono wykładnik n wskazujący na mechanizm uwalniania substancji z uzyskanych formulacji. Wartość tego współczynnika dla większości badanych układów mieściła się w przedziale 0,5<n<1,0, co świadczy o tym, iż w procesie uwalniania metotreksatu z opracowanych formulacji biorą udział dwa mechanizmy, dyfuzja oparta na prawie Ficka i uwalnianie zgodne z zerowym rzędem reakcji. &ARMACEUTYCZNY 0RZEGLD.AUKOWY ¡¤°°U Analizując dane dotyczące kinetyki uwalniania metotreksatu zaobserwowano, iż najszybciej metotreksat uwalniał się z formulacji zawierających dodatek 0,4% chlorku sodu, 1,0% glukozy i 1,0% mannitolu jako substancji pomocniczych. Z układów, do których wprowadzono 0,4% chlorku sodu w czasie 4 godzin uwolniło się 18,7% metotreksatu, podobnie w przypadku dodatku 1,0% glukozy i 1,0% mannitolu uwolniło się odpowiednio 19,3% i 26% substancji. Stwierdzone różnice w uwalnianiu substancji czynnej z tych formulacji można tłumaczyć różnicami w ciśnieniu osmotycznym po obu stronach błony. Nośniki zawierające chlorek sodu i mannitol miały najwyższe, w granicy 376-398 mosmol/kg, wartości ciśnienia osmotycznego. Najwolniej metotreksat uwalniał się z formulacji zawierających dodatek polioksyetylenoglikoli o niskiej masie cząsteczkowej PEG 200 i PEG 600. W przypadku serii serii zawierającej 0,5% PEG 200 i 0,5% PEG 600 uwolniło się odpowiednio 9,52% i 9,91% substancji. Po dodaniu polioksyetylenoglikoli spadek uwalniania metotreksatu można tłumaczyć dużą lepkością formulacji (lepkość dymnamiczna wyznaczona w temperaturze 37ºC przy 100 obrotach/ minutę została przedstawiona na rycinie 2). W przypadku dodatku polioksyetylenoglikoli szybkość uwalniania metotreksatu była zmienna w czasie, przy czym różnice te były najbardziej widoczne dla formulacji zawierających dodatek polioksyetylenoglikolu 200 i 600. 'yl|pl 1. W warunkach in vitro dostępność farmaceutyczna metotreksatu z temowrażliwych formulacji jest zróżnicowana i zależna od składu. Rl-q°G` 2. Dodatek substancji pomocniczych umożliwił uzyskanie nośników metotreksatu o różnym czasie półuwalniania. 3. Uwalnianie metotreksatu z formulacji jest wynikiem sumowania się równocześnie zachodzącej dyfuzji opartej na prawie Ficka i uwalniania zgodnego z zerowym rzędem reakcji. 4. Zachowanie formulacji w badaniach reologicznych nie znajduje jednoznacznego przełożenia na zdolność uwalniania metotreksatu. l²ulRyylA ª| 1. Markman M.- Intraperitoneal antineoplastic drug delivery: rationale and results - Lancet Oncol. 2003, 4, 277-283. 2. Balthasar J. P., Fung H. L.- Pharmacokinetic and pharmacodynamic optimization of intraperitoneal chemotherapy - Life Sci. 1996, 7, 535-543. 3. Dhanikula A. B., Panchagnula R.- Localized paclitaxel delivery - Int. J. Pharm. 1999, 183, 85-100. 4. Fung L. K., Saltzman W. M.- Polymeric implants for cancer chemotherapy - Adv. Drug Deliv. Rev. 1997, 26, 209-230. 5. Huynh G. H., Deen D. F., Szoka F. C.- Barriers to carrier mediated drug and gene delivery to brain tumors - J. Control. Rel. 2006, 110, 236-259. 6. Chilkoti A., Dreher M. R., Meyer D. E., Raucher D.- Targeted drug delivery by thermally responsive polymers - Adv. Drug Deliv. Rev. 2002, 54, 613-630. 7. Pluta J., Karolewicz B. - In vitro studies of the properties of thermosensitive systems prepared on Pluronic F-127 as vehicles for methoterxate for delivery to solid tumours -Polim.Med. 2006, 3, 37-53. +-qR¸y|²Éqy|®| -t|²Al|JA®-¥ |JRq|uR¬R-kR-- '}t kR-|y- }ªy-ylRqlyll RyJ¥ ¤ "°G^ <uly= k°Gz ¬Yk°G°°°«`G^^¡ °Gz`U` zz°G°° ¬Y°Gz°`«°G^` °Gzz° °G^°¤ }ªy-ylRqlyll RyJ¥ƒ Y- y ¤ q¥p|®- k°Gz^zz ¬Yk°G°°°U«`G^^¤U °Gz¡z UG¤^ ¬Y°GUz¤« °GzU^¡ -p |®- k°Gz¤¤ ¬Yk°G°°°`«`G^` °Gz^ ¡¤G^° ¬Y°G^^°«°G^¤z °Gzz¤U -yyl |q k°Gz^`¤ ¬Yk°G°°°«`G^¤` °Gz¤^^ z¡G°° ¬YG^z«°G^^^ °GzU` °Gz °Gzzz° °G¡z^ °GzUU °G^^¡ °Gzz¤ °G^` qlAR|q ¤°°°G^ ¤°° k°Gzz^ k°Gz^¤° k°GzU¤ ¬Yk°G°°°`«`G^U¤ ¬Yk°G°°°¤«`G^¡ ¬Yk°G°°°«`G^U °Gzz^ °Gz^ °GzU°° ¡¤G^° ¡`^G°° ^^G¤` ¬Y°G¤^°¡« ¬YG¡« ¬Y°G`¤¡« °°°G^ k°Gz¤ ¬Yk°G°°°¡«`G^¡z °Gz¤U` ¤¡°G°° ¬Y°G¤°« °GzU^^ °° k°GzU ¬Yk°G°°°`«`G^z °Gz¡U ¡¤G^° ¬Y°G`z^«°G^` °Gzz¡¡ ^°°°G^ k°Gzz ¬Yk°G°°°`«`G^U° °GzU` ¡¤G^° ¬Y°G¡Uz«°G^ °GzzU¤ ¡UG°° °G°° °GzzU¡ ^°° k°Gzz°° ¬Yk°G°°°^«`G^` °GzU^` ¬Y°G^^z« "-7Rq-}ªy-yl-qlyll RyJ¥plyR ¬pl¥ª-qyl-yl-uR | Rp- ¥®Rll\|u¥q-Aol®-ªlR-oÔA¬Aiq¥|ylAk¤G°GAiq|k p¥7Ry®-qp|yl|ªRa|G°G°uR | Rp- ¥®J|J- plRu¥7 -yAol|u|AylA®¬Ai "°G^ k A®- }t¥ª-qyl-yl-G ƒ k lq|²É ¥ª|qyl|yRo ¥7 -yAol ª A®-lRG - k -t- Jq- u|JRq¥G k A®-G y k ª¬pt-Jylp J¬\¥®olG ¤kª}tA®¬yylpJR Ruly-Aol &ARMACEUTYCZNY 0RZEGLD.AUKOWY COPYRIGHT'RUPA$R!2+WIECIÊSKIEGO )33. ¡¤°°U ¬Aly- '¬®y-A®|y- ®¬ -tRo ®¬7p|²Al ²Aly-yl- °° |7| }ª uly¥ Ö ª R|uR ®R ||p]RqJ &k RuR- ¥- ®Ro²Al- \-®|k ªRa| ®|qk¸Rq 7-J-y¬Ai \|u¥q-Aol ®-ªlR-oÔA¬Ai J|J- Rp aq¥p|k ®¬G q-p |®¬G aqlAR|q¥G u-yyl |q¥l°G`Aiq|p¥|J¥ ¬Aly- ¤ '¬®y-A®|y- ®¬ -tRo ®¬7p|²Al ²Aly-yl- °° |7| }ª uly¥ Ö ª R|uR ®R ||p]RqJ &k RuR- ¥- ®Ro²Al- \-®|k ªRa| ®|qk¸Rq 7-J-y¬Ai \|u¥q-Aol ®-ªlR-oÔA¬AiJ|J- Rp|}¸k yRou-lRA®Ô RA®p|ªRo COPYRIGHT'RUPA$R!2+WIECIÊSKIEGO )33. &ARMACEUTYCZNY 0RZEGLD.AUKOWY
