DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-55953-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38493177
تاريخ النشر: 2024-03-16
المؤلف: Durgaramani Sivadasan وآخرون
الموضوع الرئيسي: التطورات في توصيل الأدوية عبر الجلد
نظرة عامة
تبحث الدراسة في صياغة نانو إسفنجات محملة باللوراتادين (LoR) في هلام لتحسين التوصيل الموضعي، مع معالجة تحديات انخفاض التوافر البيولوجي الفموي للـ LoR بسبب طبيعته المحبة للدهون وقلة ذوبانه في الماء. باستخدام طريقة تبخر المذيب، تم إنشاء تسع تركيبات مستحلب مع بولي فينيل كحول (PVA)، سليلوز إيثيلي (EC)، وثنائي كلور الميثان (DCM). تم استخدام تصميم كامل للعوامل (FFD) لتحسين التركيبات من خلال تغيير نسبة LOR:EC ومعدل التحريك. أشارت تقييمات حجم الجسيمات (PS)، والإفراج في المختبر، والجهد الزتاوي (ZP)، وكفاءة الاحتجاز (EE) إلى أن تشتت النانو إسفنجات كانت بحجم نانو مع ملفات إفراج مستدامة. تم دمج التركيبة المحسنة في هلام كاربوبول 934P، الذي أظهر استقرارًا على مدى شهرين عند 40 ± 2 °م/75 ± 5% رطوبة نسبية ولم يسبب تهيجًا للجلد.
في الختام، تسلط الدراسة الضوء على التطوير الناجح لهلام نانو إسفنج محمل باللوراتادين، مما يظهر إمكانيته كنظام توصيل دوائي جديد (NDDS) للتطبيق الموضعي الآمن والمراقب. تم تقييم الخصائص الفيزيائية والكيميائية، وحركية الإفراج عن الدواء، والاستقرار بدقة، مع تأكيد دراسات اختراق الجلد الخارجية فعالية التركيبة في تسهيل التوصيل عبر الجلد. تشير هذه النتائج إلى أن هلام النانو إسفنج المحمل باللوراتادين يمكن أن يحسن بشكل كبير النتائج العلاجية وامتثال المرضى، مما يستدعي مزيدًا من الدراسات والتجارب السريرية للتحقق من قابليته السريرية.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن استخدام التصميم العامل (FFD) في تحسين أنظمة توصيل الأدوية أمر حاسم لتعزيز فعالية أشكال الجرعات. أشار الباحثون إلى أن FFD يسمح بالتحكم المتزامن في متغيرين مستقلين، مما يسهل تحليلًا شاملاً لتأثيراتهما الفردية والمجمعة. لا تقلل هذه الطريقة المنهجية فقط من عدد التجارب المطلوبة، بل تنتج أيضًا نتائج محسنة، مما يحسن عملية التركيب في أنظمة توصيل الأدوية. تؤكد النتائج على أهمية تحسين التصميم في البحث الصيدلاني، مما يتماشى مع الدراسات السابقة التي تؤكد على دوره في تحقيق تركيبات دوائية فعالة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحقيق تحسين وإعداد تركيبات نانو إسفنج محملة باللوراتادين (LoR-NS) باستخدام طريقة تبخر المذيب المستحلب، مع استخدام تصميم عاملي منهجي لتقييم تأثيرات نسبة اللوراتادين إلى السليلوز الإيثيلي (LoR:EC) ومعدل التحريك على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتركيبات. استخدمت الدراسة تصميمًا عامليًا 3²، مما أنتج تسع تركيبات بنسب ومعدلات تحريك مختلفة، وتم تحليل حجم الجسيمات (PS)، ومعدل الإفراج عن الدواء في المختبر، والجهد الزتاوي (ZP) باستخدام ANOVA. تم تحديد التركيبة المثلى بعامل رغبة قدره 0.895، مما يبرز أهمية نسبة LoR:EC (1:2) ومعدل التحريك 1350 دورة في الدقيقة في تحقيق خصائص PS وإفراج الدواء المرغوبة.
شملت التقييمات الإضافية إعداد هلام يحتوي على LoR-NS المحسن، الذي أظهر قابلية انتشار، ولزوجة، ودرجة حموضة قريبة من مستويات الجلد. أظهرت دراسات الاختراق الخارجية تدفقًا قدره 2.266 ملغ/cm²/min، مما يشير إلى توصيل فعال للدواء عبر الجلد، مع اتباع حركية الإفراج سلوك النظام الصفري. كشفت التقييمات النسيجية المرضية عن هياكل جلدية سليمة بعد التطبيق، وأشارت دراسات تهيج الجلد إلى عدم وجود ردود فعل سلبية. أكدت دراسات الاستقرار أن التركيبة حافظت على سلامتها تحت ظروف متسارعة، مما يشير إلى إمكانياتها للتطبيق السريري في توصيل الأدوية عبر الجلد. بشكل عام، تؤكد النتائج على وعد تركيبة هلام LoR-NS في تعزيز الفعالية العلاجية وامتثال المرضى في التطبيقات الموضعية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-55953-2
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38493177
Publication Date: 2024-03-16
Author(s): Durgaramani Sivadasan et al.
Primary Topic: Advancements in Transdermal Drug Delivery
Overview
The research investigates the formulation of Loratadine (LoR) loaded nanosponges (LoR-NS) in a gel for enhanced topical delivery, addressing the challenges of LoR’s low oral bioavailability due to its lipophilic nature and poor water solubility. Using a solvent evaporation method, nine emulsion formulations were created with polyvinyl alcohol (PVA), ethyl cellulose (EC), and dichloromethane (DCM). A 3² Full Factorial Design (FFD) was employed to optimize the formulations by varying the LOR:EC ratio and stirring rate. Evaluations of particle size (PS), in vitro release, zeta potential (ZP), and entrapment efficiency (EE) indicated that the nanosponge dispersions were nanosized with sustained release profiles. The optimized formulation was incorporated into a carbopol 934P hydrogel, which demonstrated stability over two months at 40 ± 2 °C/75 ± 5% RH and did not cause skin irritation.
In conclusion, the study highlights the successful development of a Loratadine-loaded nanosponge gel, showcasing its potential as a novel drug delivery system (NDDS) for safe and controlled topical application. The physicochemical properties, drug release kinetics, and stability were rigorously evaluated, with ex-vivo skin permeation studies confirming the efficacy of the formulation in facilitating transdermal delivery. These findings suggest that the Loratadine-loaded nanosponge gel could significantly improve therapeutic outcomes and patient compliance, warranting further studies and clinical trials to validate its clinical applicability.
Results
The results of the study indicate that the use of Factorial Design (FFD) in optimizing drug delivery systems is crucial for enhancing the efficacy of dosage forms. The researchers highlighted that FFD allows for the simultaneous control of two independent variables, facilitating a comprehensive analysis of their individual and combined effects. This methodological approach not only minimizes the number of experimental runs required but also yields optimized results, thereby improving the formulation process in drug delivery systems. The findings underscore the importance of design optimization in pharmaceutical research, aligning with previous studies that emphasize its role in achieving effective drug formulations.
Discussion
In this study, the optimization and preparation of Loratadine-loaded nanosponge (LoR-NS) formulations were achieved using an emulsion solvent evaporation method, involving a systematic factorial design to evaluate the effects of the Loratadine to ethyl cellulose (LoR:EC) ratio and stirring rate on the formulations’ physicochemical properties. The study utilized a 3² factorial design, producing nine formulations with varying ratios and stirring rates, and analyzed their particle size (PS), in vitro drug release rate, and zeta potential (ZP) using ANOVA. The optimal formulation was identified with a desirability factor of 0.895, highlighting the significance of the LoR:EC ratio (1:2) and a stirring rate of 1350 rpm in achieving desirable PS and drug release characteristics.
Further evaluations included the preparation of a hydrogel incorporating the optimized LoR-NS, which exhibited favorable spreadability, viscosity, and pH close to skin levels. Ex vivo permeation studies demonstrated a flux of 2.266 mg/cm²/min, indicating effective drug delivery across the skin, with the release kinetics following zero-order behavior. Histopathological assessments revealed intact skin structures post-application, and skin irritation studies indicated no adverse reactions. Stability studies confirmed that the formulation maintained its integrity under accelerated conditions, suggesting its potential for clinical application in transdermal drug delivery. Overall, the findings underscore the promise of the LoR-NS gel formulation for enhancing therapeutic efficacy and patient compliance in topical applications.