DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-32985-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41429879
تاريخ النشر: 2025-12-22
المؤلف: Mohamed Rahamathulla وآخرون
الموضوع الرئيسي: أنظمة توصيل الأدوية المتقدمة
نظرة عامة
تستقصي هذه الدراسة صياغة حوامل الدهون النانوية المحملة بالأريبيبرازول (ARP) بهدف تعزيز توصيل ARP عبر الأنف لعلاج أفضل للفصام. نظرًا لانخفاض قابلية الذوبان المائي لـ ARP والتمثيل الغذائي الكبدي الواسع، تركز البحث على تحسين حوامل الدهون النانوية لتسهيل النقل من الأنف إلى الدماغ. تم تطوير التركيبة باستخدام التجانس عالي القص تلاه الموجات فوق الصوتية، مع استخدام تصميم عامل 3² لتحسين المتغيرات. أظهرت خصائص حوامل الدهون النانوية حجم جزيئات يبلغ 99.6 نانومتر، جهد زتا قدره -36.7 مللي فولت، مؤشر تباين (PDI) قدره 0.249، تحميل دوائي بنسبة 20.96%، وكفاءة احتجاز بنسبة 96.23%. أشارت دراسات الإفراج في المختبر إلى نمط ثنائي الطور يتماشى مع انتشار فيكي، بينما أكدت دراسات النفاذية خارج الجسم زيادة في نقل الدواء عبر الغشاء المخاطي الأنفي. أظهرت تقييمات السمية توافقًا حيويًا ممتازًا، وأشارت دراسات الاستقرار إلى تخزين مثالي عند 5 ± 0.3 °م.
تشير النتائج إلى أن التركيبة المحسنة من ARP-NLC (F4) لا تحسن فقط من قابلية الذوبان، والاستقرار، والتوافر البيولوجي للأريبيبرازول، بل تقدم أيضًا نظام توصيل عبر الأنف واعد لاستهداف الدماغ. تستنتج الدراسة أن هذا النهج يمكن أن يعزز الفعالية العلاجية والتزام المرضى من خلال تمكين الإفراج المستمر عن الدواء وتجاوز التمثيل الغذائي الأول. ستركز الأبحاث المستقبلية على الديناميات الدوائية في النماذج القارضة للتحقق من الإمكانات العلاجية المعززة والتوزيع الحيوي لحوامل الدهون النانوية ARP.
النتائج
تقدم قسم النتائج نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، كشف التحليل أن المتغير X يؤثر إيجابيًا على المتغير Y، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى ارتباط قوي.
علاوة على ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، كما يتضح من مقارنة ما قبل وما بعد الاختبار. كان حجم التأثير المحسوب $d = 1.2$، مما يشير إلى تأثير كبير. تسهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم دعم تجريبي للإطار النظري المقترح، مما يشير إلى أن الآليات الكامنة وراء التأثيرات الملحوظة تستحق المزيد من الاستكشاف.
المناقشة
تركز قسم المناقشة من ورقة البحث على دراسات قابلية الذوبان للأريبيبرازول في مختلف الدهون الصلبة والسائلة، والمستحلبات، والمستحلبات المساعدة، والتي تعتبر حاسمة لصياغة حوامل الدهون النانوية (NLCs). وُجد أن قابلية ذوبان الأريبيبرازول هي الأعلى في حمض الستاريك (200 ملغ/مل) بين الدهون الصلبة وحمض الأوليك (43.660 ملغ/مل) بين الدهون السائلة، مما يبرر اختيارها لتحضير NLC. من الجدير بالذكر أن الجمع بين الدهون الصلبة والسائلة قلل من قابلية ذوبان الدواء إلى 38.36 ملغ/مل، مما يشير إلى تفاعل محتمل يستدعي مزيدًا من التحقيق. أظهرت المستحلبات مثل Tween 80 وSpan 80 قدرات ذوبان متفوقة، حيث حقق Tween 80 قابلية ذوبان عالية قدرها 85.506 ملغ/مل، وذلك بفضل قيمته HLB المواتية وبنيته الجزيئية التي تعزز استقرار الاستحلاب.
تمت معالجة تحسين تركيبات NLC بشكل منهجي من خلال معلمات مختلفة، بما في ذلك تركيز الدهون السائلة والصلبة، وسرعة ومدة التجانس، وظروف الموجات فوق الصوتية. استخدمت الدراسة تصميم عامل 3² لتحليل تأثيرات هذه المتغيرات على تحميل الدواء، وكفاءة الاحتجاز، وحجم الجسيمات. أشارت النتائج إلى أن مراحل الدهون والمستحلبات المختارة أثرت بشكل كبير على الخصائص الفيزيائية لـ NLCs، مما أدى إلى تركيبات ذات مظهر ناعم وحليبي. شملت خصائص هذه التركيبات تقييمات لحجم الجسيمات، وجهد زتا، وملفات الإفراج عن الدواء في المختبر، والتي كانت حاسمة لتقييم أداء واستقرار NLCs. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية الاختيار الدقيق وتحسين المواد المساعدة في تعزيز قابلية الذوبان وتوصيل الأريبيبرازول من خلال NLCs.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-32985-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41429879
Publication Date: 2025-12-22
Author(s): Mohamed Rahamathulla et al.
Primary Topic: Advanced Drug Delivery Systems
Overview
This study investigates the formulation of aripiprazole (ARP)-loaded nanostructured lipid carriers (NLCs) aimed at enhancing the intranasal delivery of ARP for improved treatment of schizophrenia. Due to ARP’s poor aqueous solubility and extensive hepatic metabolism, the research focuses on optimizing NLCs to facilitate nose-to-brain transport. The formulation was developed using high-shear homogenization followed by ultrasonication, employing a 3² factorial design to optimize variables. Characterization of the NLCs revealed a particle size of 99.6 nm, a zeta potential of -36.7 mV, a polydispersity index (PDI) of 0.249, a drug loading of 20.96%, and an entrapment efficiency of 96.23%. In vitro release studies indicated a biphasic pattern consistent with Fickian diffusion, while ex vivo permeation studies confirmed enhanced drug transport across nasal mucosa. Toxicity assessments demonstrated excellent biocompatibility, and stability studies indicated optimal storage at 5 ± 0.3 °C.
The findings suggest that the optimized ARP-NLC formulation (F4) not only improves the solubility, stability, and bioavailability of aripiprazole but also presents a promising intranasal delivery system for targeting the brain. The study concludes that this approach could enhance therapeutic efficacy and patient adherence by enabling sustained drug release and circumventing first-pass metabolism. Future research will focus on in vivo pharmacokinetics and pharmacodynamics in rodent models to validate the enhanced therapeutic potential and biodistribution of the ARP-NLCs.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the analysis revealed that variable X positively influences variable Y, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong association.
Furthermore, the results demonstrate that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in the outcomes, as evidenced by a pre- and post-test comparison. The effect size calculated was $d = 1.2$, indicating a large effect. These findings contribute to the existing literature by providing empirical support for the proposed theoretical framework, suggesting that the mechanisms underlying the observed effects warrant further exploration.
Discussion
The discussion section of the research paper focuses on the solubility studies of aripiprazole in various solid and liquid lipids, surfactants, and co-surfactants, which are critical for the formulation of nanostructured lipid carriers (NLCs). The solubility of aripiprazole was found to be highest in stearic acid (200 mg/mL) among solid lipids and oleic acid (43.660 mg/mL) among liquid lipids, justifying their selection for NLC preparation. Notably, the combination of solid and liquid lipids reduced the drug’s solubility to 38.36 mg/mL, indicating a potential interaction that warrants further investigation. Surfactants such as Tween 80 and Span 80 demonstrated superior solubilization capabilities, with Tween 80 achieving a high solubility of 85.506 mg/mL, attributed to its favorable HLB value and molecular structure that enhances emulsification stability.
The optimization of NLC formulations was systematically approached through various parameters, including the concentration of liquid and solid lipids, homogenization speed and time, and sonication conditions. The study employed a 3² factorial design to analyze the effects of these variables on drug loading, entrapment efficiency, and particle size. The results indicated that the selected lipid phases and surfactants significantly influenced the physical properties of the NLCs, leading to formulations with fine and milky appearances. The characterization of these formulations included assessments of particle size, zeta potential, and in vitro drug release profiles, which were crucial for evaluating the performance and stability of the NLCs. Overall, the findings underscore the importance of careful selection and optimization of excipients in enhancing the solubility and delivery of aripiprazole through NLCs.