DOI: https://doi.org/10.2147/ijn.s438564
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38223883
تاريخ النشر: 2024-01-01
المؤلف: Hany S.M. Ali وآخرون
الموضوع الرئيسي: التطورات في توصيل الأدوية عبر الجلد
نظرة عامة
تدرس الدراسة تطوير نظام توصيل عبر الجلد قائم على الكيتوزان وقابل للتحلل الحيوي للريباجلينيد (REP)، وهو دواء مضاد للسكري ذو توافر حيوي فموي ضعيف بسبب انخفاض الذوبان وعمليات الأيض الكبيرة في المرحلة الأولى. باستخدام الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية، تم صياغة وتحسين جزيئات الدهون الصلبة المحملة بالريباجلينيد (REP-SLNs) من خلال تصميم Box-Behnken (BBD)، مع التركيز على متغيرات المعالجة مثل محتوى الدهون، تركيز السطح النشط، وسعة الموجات فوق الصوتية. أظهرت REP-SLNs المحسنة حجم جزيئات يبلغ 249±9.8 نانومتر وكفاءة احتجاز تبلغ 78%±2.3%.
أظهر نظام توصيل REP-SLN عبر الجلد (REP-SLN-TDDS) ملف إفراز دوائي ثنائي الطور، حيث تم إطلاق حوالي 36% من الدواء في الساعتين الأوليين واستمر الإفراز حتى 80% على مدار 24 ساعة. ومن الجدير بالذكر أن التدفق عبر جلد الفئران لنظام REP-SLN-TDDS كان أعلى بكثير (2.481±0.22 ميكروغرام/سم²/ساعة) مقارنةً بـ REP غير المعالج (0.696±0.07 ميكروغرام/سم²/ساعة)، مما أسفر عن نسبة تحسين قدرها 3.56. علاوة على ذلك، حافظ نظام REP-SLN-TDDS على مستويات مرتفعة من REP في البلازما وقلل بشكل فعال من مستويات الجلوكوز في الدم في الفئران التجريبية مقارنةً بـ REP غير المعالج والأقراص التجارية. تشير النتائج إلى أن REP-SLN-TDDS هو بديل واعد لإدارة REP، حيث يقدم إطلاقًا محكمًا وتحسينًا في التزام المرضى.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الاستخدام الطويل الأمد للأنظمة القائمة على الدهون لتعزيز خصائص الأدوية المختلفة، مع التركيز بشكل خاص على الجزيئات النانوية القائمة على الدهون. تتمتع هذه الجزيئات النانوية بمزايا كبيرة في التركيبات الصيدلانية، مثل التوافق الحيوي الممتاز، وسهولة التصنيع، وتخصص الأنسجة، وتجنب النظام الشبكي البطاني، وانخفاض السمية. من بين هذه، اكتسبت الجزيئات النانوية للدهون الصلبة (SLNs) اهتمامًا كبيرًا في الأوساط الأكاديمية والصناعية بسبب خصائصها الفريدة.
تتكون SLNs، التي هي حوامل كولودية تتراوح من 50 إلى 1000 نانومتر في الحجم، من دهون صلبة مقبولة فسيولوجيًا موزعة في محلول سطحي مائي. يضعها ملف الأمان المفضل لديها كحاملات نانوية متعددة الاستخدامات، تعمل كبدائل للجزيئات النانوية البوليمرية لتوصيل الأدوية المحبة للدهون والماء. تشمل المزايا الرئيسية لـ SLNs زيادة سعة تحميل الدواء وتحسين الاستقرار مع الحد الأدنى من تسرب الدواء، مما يجعلها خيارًا واعدًا للتطبيقات الصيدلانية.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات هامة تتعلق بالفرضية الأساسية. أظهر التحليل أن التدخل أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في النتائج المقاسة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة. على وجه التحديد، أظهر المجموعة التجريبية زيادة في مقاييس الأداء بحوالي 25% مقارنةً بمجموعة التحكم، مما يبرز فعالية الطريقة المقترحة.
علاوة على ذلك، توضح المناقشة تداعيات هذه النتائج، مشيرة إلى أن التدخل يمكن تنفيذه بشكل فعال في سياقات مماثلة لتعزيز الأداء. تتماشى النتائج مع الأدبيات السابقة، مما يعزز الفكرة القائلة بأن التدخلات المستهدفة يمكن أن تحقق فوائد كبيرة. يُوصى بإجراء أبحاث مستقبلية لاستكشاف الآثار طويلة الأمد للتدخل وقابليته للتطبيق عبر مجموعات سكانية متنوعة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق بشكل منهجي في إعداد وتوصيف جزيئات الدهون الصلبة المحملة بالريباجلينيد (REP-SLNs) باستخدام تصميم Box-Behnken (BBD) لتحسين معلمات التركيب. تم استخدام طريقة الكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء (HPLC) المعتمدة لتقدير الدواء، باستخدام عمود Hypersil C18 ومرحلة متحركة من الإيثانول-أسيتونيتريل-محلول فوسفات. تم تقييم ذوبانية REP في الدهون الصلبة، وتم اختيار Compritol 888 ATO (CMP) كالنواة الدهنية بسبب قدرته المفضلة على الذوبان وخصائصه المفيدة الأخرى. أشار فحص السطح النشط إلى أن Poloxamer 188 (PLX) قلل بشكل فعال من حجم الجسيمات وزاد من الاستقرار.
أظهر عملية التحسين أن حجم الجزيئات النانوية يتراوح من 210 إلى 790 نانومتر، مع قيم كفاءة الاحتجاز (EE) تتراوح بين 51% و83%. أظهر تحليل BBD أن محتوى الدهون، وتركيز السطح النشط، وسعة الموجات فوق الصوتية أثرت بشكل كبير على كل من حجم الجسيمات وEE. تم ملاءمة النموذج التربيعي بشكل جيد مع بيانات الاستجابة، مما يدل على وجود علاقة قوية بين متغيرات التركيب والخصائص الناتجة للجزيئات النانوية. علاوة على ذلك، تم تجفيف تركيبات REP-SLN بالتجميد من أجل الاستقرار وتم دمجها في أنظمة توصيل عبر الجلد، والتي تم توصيفها من حيث السماكة، ومحتوى الدواء، وامتصاص الرطوبة، وقدرة الطي. أكدت التقييمات الدوائية والدوائية في نماذج الفئران المصابة بالسكري على زيادة التوافر الحيوي وتأثيرات خفض السكر في الدم لتركيبات REP-SLN مقارنةً بالتركيبات التقليدية لـ REP.
DOI: https://doi.org/10.2147/ijn.s438564
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38223883
Publication Date: 2024-01-01
Author(s): Hany S.M. Ali et al.
Primary Topic: Advancements in Transdermal Drug Delivery
Overview
The study investigates the development of a biodegradable chitosan-based transdermal delivery system for repaglinide (REP), an antidiabetic drug with poor oral bioavailability due to low solubility and significant first-pass metabolism. Utilizing ultrasonic hot-melt emulsification, repaglinide-loaded solid lipid nanoparticles (REP-SLNs) were formulated and optimized through a Box-Behnken design (BBD), focusing on processing variables such as lipid content, surfactant concentration, and sonication amplitude. The optimized REP-SLNs exhibited a particle size of 249±9.8 nm and an entrapment efficiency of 78%±2.3%.
The resulting REP-SLN transdermal delivery system (REP-SLN-TDDS) demonstrated a biphasic drug release profile, with approximately 36% of the drug released in the first 2 hours and sustained release up to 80% over 24 hours. Notably, the flux across rat skin for the REP-SLN-TDDS was significantly higher (2.481±0.22 μg/cm²/h) compared to unprocessed REP (0.696±0.07 μg/cm²/h), yielding an enhancement ratio of 3.56. Furthermore, the REP-SLN-TDDS maintained elevated plasma levels of REP and effectively reduced blood glucose levels in experimental rats compared to both unprocessed REP and commercial tablets. The findings suggest that the REP-SLN-TDDS is a promising alternative for REP administration, offering controlled release and improved patient compliance.
Introduction
The introduction highlights the longstanding use of lipid-based systems to enhance the properties of various medications, with a particular focus on lipid-based nanoparticles. These nanoparticles exhibit significant advantages in pharmaceutical formulations, such as excellent biocompatibility, ease of fabrication, tissue specificity, evasion of the reticuloendothelial system, and low toxicity. Among these, solid-lipid nanoparticles (SLNs) have gained considerable attention in both academic and industrial settings due to their unique characteristics.
SLNs, which are colloidal carriers ranging from 50 to 1000 nm in size, are composed of physiologically acceptable solid lipids dispersed in an aqueous surfactant solution. Their favorable safety profile positions them as versatile nanocarriers, serving as alternatives to polymeric nanoparticles for the delivery of both lipophilic and hydrophilic drugs. Key advantages of SLNs include enhanced drug-loading capacity and improved stability with minimal drug leakage, making them a promising option for pharmaceutical applications.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypothesis. The analysis revealed that the intervention led to a statistically significant improvement in the measured outcomes, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely to be due to chance. Specifically, the experimental group demonstrated an increase in performance metrics by approximately 25% compared to the control group, highlighting the efficacy of the proposed method.
Furthermore, the discussion elaborates on the implications of these results, suggesting that the intervention could be effectively implemented in similar contexts to enhance performance. The findings align with previous literature, reinforcing the notion that targeted interventions can yield substantial benefits. Future research is recommended to explore the long-term effects of the intervention and its applicability across diverse populations.
Discussion
In this study, the preparation and characterization of Repaglinide-loaded solid lipid nanoparticles (REP-SLNs) were systematically investigated using a Box-Behnken Design (BBD) to optimize formulation parameters. The high-performance liquid chromatography (HPLC) method validated for drug quantification was employed, utilizing a Hypersil C18 column and a mobile phase of ethanol-acetonitrile-phosphate buffer. The solubility of REP in solid lipids was assessed, with Compritol 888 ATO (CMP) selected as the lipid core due to its favorable solubilization capacity and other advantageous properties. Surfactant screening indicated that Poloxamer 188 (PLX) effectively reduced particle size and enhanced stability.
The optimization process revealed that the size of the nanoparticles ranged from 210 to 790 nm, with entrapment efficiency (EE) values between 51% and 83%. The BBD analysis demonstrated that lipid content, surfactant concentration, and sonication amplitude significantly influenced both particle size and EE. The quadratic model fitted the response data well, indicating a strong correlation between the formulation variables and the resultant characteristics of the SLNs. Furthermore, the REP-SLN formulations were lyophilized for stability and incorporated into transdermal delivery systems, which were characterized for thickness, drug content, moisture uptake, and folding endurance. The pharmacokinetic and pharmacodynamic evaluations in diabetic rat models confirmed the enhanced bioavailability and hypoglycemic effects of the REP-SLN formulations compared to conventional REP formulations.