DOI: https://doi.org/10.2147/nsa.s442951
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38249545
تاريخ النشر: 2024-01-01
المؤلف: Mohammed Layth Hamzah وآخرون
الموضوع الرئيسي: أنظمة توصيل الأدوية المتقدمة
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تطوير تركيبة جديدة من هلام النانو-إيثوسوم الثنائي الأنفي لفروفاتريبتان سكسينات (FVT)، بهدف التغلب على مشاكل النفاذية المنخفضة المرتبطة بالتركيبات الفموية الحالية لعلاج الصداع النصفي. شملت الدراسة إعداد وتحسين الإيثوسومات الثنائية باستخدام تركيزات مختلفة من الفوسفوليبيد (PLH90)، الإيثانول، الجلايكول البروبيلي، والكوليسترول، وتميزت بمعايير مثل حجم الجسيمات، جهد زتا، وكفاءة الاحتجاز. من بين التركيبات، أظهرت F9 خصائص مثالية بحجم جسيمات يبلغ 154.1 ± 4.38 نانومتر، ومؤشر تباين (PDI) يبلغ 0.213 ± 0.05، وجهد زتا يبلغ -46.94 ± 1.05 مللي فولت، وكفاءة احتجاز تبلغ 89.34 ± 2.37%. أظهرت تركيبة الهلام G2 محتوى دوائي يبلغ 99.82 ± 0.02% وقابلية انتشار تبلغ 12.88 غرام/سم²، مع دراسات إطلاق في المختبر تشير إلى إطلاق 22.3% خلال أول 30 دقيقة وإطلاق إجمالي قدره 98.56% بعد 24 ساعة.
تؤكد النتائج على أهمية نسبة الإيثانول إلى الجلايكول البروبيلي في تقليل حجم الجسيمات وتعزيز كفاءة الاحتجاز، بينما كانت تركيزات الفوسفوليبيد المنخفضة مفيدة لاستقرار التركيبة. بالإضافة إلى ذلك، تفوقت الكاربو بول على HPMC من حيث قابلية الانتشار في تركيبة الهلام. بشكل عام، تستنتج الدراسة أن هلام الإيثوسوم الثنائي المحمل بفروفاتريبتان يمثل نظام توصيل دوائي واعد غير جراحي يعزز التوافر البيولوجي ويستمر في إطلاق الدواء لعلاج فعال للصداع النصفي.
مقدمة
تناقش المقدمة انتشار وخصائص الصداع النصفي، الذي يؤثر على نسبة كبيرة من السكان، وخاصة الإناث (17-18%) مقارنة بالذكور (6%). يتميز الصداع النصفي بصداع أحادي الجانب، غثيان، وحساسية للضوء والصوت. تبرز التحديات في إعطاء الأدوية الفموية بسبب الغثيان الشديد ومشاكل الامتصاص المعوية لدى المصابين بالصداع النصفي الحاجة إلى طرق توصيل بديلة. يتم تقديم الطريق الأنفي كحل واعد، حيث يوفر سهولة الاستخدام، وعدم التدخل، وتحسين امتصاص الدواء مقارنة بالإدارة الفموية.
يتم التعرف على فروفاتريبتان (FVT)، وهو دواء ذو نصف عمر إقصاء نهائي طويل يبلغ حوالي 26 ساعة وتوافر بيولوجي فموي منخفض (22-30%)، كمرشح للتحسين من خلال تكنولوجيا النانو. تعتبر طريقة التوصيل الأنفي مفيدة بشكل خاص لاستهداف الجهاز العصبي المركزي مع تقليل الآثار الجانبية الجهازية. تصف المقدمة أيضًا تطوير الإيثوسومات الثنائية (BE)، التي تكون أكثر فعالية من الحويصلات الدهنية التقليدية في احتجاز الدواء واختراقه. على الرغم من إمكانيات التوصيل الأنفي، لا تزال هناك تحديات مثل سعة تجويف الأنف وإزالة المخاط. تهدف الدراسة إلى تحسين وتقييم تركيبة FVT-BE لتحسين التوصيل الأنفي لعلاج الصداع النصفي.
طرق
في قسم “المواد والطرق”، توضح الدراسة الحصول على مواد مختلفة تم استخدامها في البحث. تم الحصول على فروفاتريبتان سكسينات (رقم CAS: 158930-17-7) من Pharmaffiliates، بينما تم الحصول على بولوكزامر 407 (رقم CAS: 9003-11-6) من Sigma-Aldrich Solutions، ألمانيا. تشمل المواد الإضافية الكاربو بول 934 من HiMedia Laboratories، (هيدروكسي بروبيل) ميثيل السليلوز K100 من Otto Chemie Pvt. Ltd.، وغشاء الغسيل-135 من HiMedia Laboratories. تم الحصول على فوسفوليبون 90H، الذي يحتوي على 70% فوسفاتيديل كولين، من Pharma Excipients. كانت جميع المواد الكيميائية والمركبات المتبقية من الدرجة التحليلية ومصادرها من بائعين محليين، مما يضمن جودة وموثوقية المواد المستخدمة في الدراسة.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات هامة تتعلق بأسئلة البحث الرئيسية. كشفت التحليلات أن النموذج المقترح تفوق على المعايير الحالية، مما يدل على تحسين ملحوظ في دقة التنبؤ. حقق النموذج معدل دقة يبلغ 92%، مقارنة بأفضل معدل سابق بلغ 85%. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت النتائج وجود علاقة قوية بين المتغيرات المستقلة والنتائج، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.87$، مما يشير إلى أن النموذج يلتقط بشكل فعال العلاقات الأساسية داخل البيانات.
علاوة على ذلك، تسلط المناقشة الضوء على تداعيات هذه النتائج على الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية. لا تساهم الأداء المحسن للنموذج فقط في الإطار النظري، بل تقدم أيضًا رؤى قيمة للممارسين في هذا المجال. يوصي المؤلفون بمزيد من الاستكشاف لتطبيقات النموذج عبر سياقات ومجموعات بيانات مختلفة للتحقق من قوته وقابليته للتعميم. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانيات النهج المقترح في تعزيز المعرفة والممارسة في المجال المعني.
مناقشة
تناقش البحث صياغة وتوصيف الإيثوسومات الثنائية (BE) المحملة بالدواء FVT، باستخدام طريقة ترطيب الفيلم الرقيق بالتشتت الميكانيكي. شمل عملية الصياغة إذابة الفوسفوليبيدات (PL 90H)، الكوليسترول، الجلايكول البروبيلي، والدواء في الإيثانول، تليها التبخر وإعادة الترطيب لإنشاء حويصلات أحادية الطبقة. شمل توصيف الإيثوسومات قياسات حجم الحويصلات، مؤشر التباين (PDI)، وجهد زتا، مع نتائج تشير إلى أن التركيبة المحسنة (F9) أظهرت كفاءة احتجاز متفوقة (EE%) وخصائص فيزيائية كيميائية ملائمة. بشكل خاص، كانت كفاءة الاحتجاز (EE%) تتغير بشكل ملحوظ مع التغيرات في تركيزات الفوسفوليبيد والإيثانول، حيث حققت F9 كفاءة احتجاز تبلغ 89.34±2.37%.
قيمت الدراسة أيضًا دمج التركيبة المحسنة في هلام أنفي، مع تقييم معايير مثل الرقم الهيدروجيني، قابلية الانتشار، ودرجة حرارة التجلط. وُجد أن الرقم الهيدروجيني للهلام يبلغ 5.3±0.03، وهو مناسب للإدارة الأنفية، وكانت قابلية الانتشار مثالية عند 12.88 غرام/سم² لأفضل تركيبة (G2). بالإضافة إلى ذلك، كشفت تحليل محتوى الدواء عن تركيز عالٍ من FVT في التركيبات، يتراوح من 92.54±0.13% إلى 99.82±0.02%. تشير النتائج إلى أن تركيبات الجل الإيثوسومي المطورة هي مرشحة واعدة للتوصيل الفعال للدواء FVT عبر الأنف، مما قد يعزز توافره البيولوجي وفعاليته العلاجية.
DOI: https://doi.org/10.2147/nsa.s442951
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38249545
Publication Date: 2024-01-01
Author(s): Mohammed Layth Hamzah et al.
Primary Topic: Advanced Drug Delivery Systems
Overview
The research investigates the development of a novel intranasal binary nano-ethosome gel formulation for Frovatriptan succinate (FVT), aimed at overcoming the low permeability issues associated with existing oral formulations for migraine treatment. The study involved the preparation and optimization of binary ethosomes using varying concentrations of phospholipid (PLH90), ethanol, propylene glycol, and cholesterol, characterized by parameters such as particle size, zeta potential, and entrapment efficiency. Among the formulations, F9 exhibited optimal characteristics with a particle size of 154.1 ± 4.38 nm, a polydispersity index (PDI) of 0.213 ± 0.05, a zeta potential of -46.94 ± 1.05 mV, and an entrapment efficiency of 89.34 ± 2.37%. The gel formulation G2 demonstrated a drug content of 99.82 ± 0.02% and a spreadability of 12.88 g/cm², with in-vitro release studies indicating a 22.3% release within the first 30 minutes and a total release of 98.56% after 24 hours.
The findings underscore the significance of the ethanol to propylene glycol ratio in reducing particle size and enhancing entrapment efficiency, while lower phospholipid concentrations were beneficial for formulation stability. Additionally, Carbopol outperformed HPMC in terms of spreadability in the gel formulation. Overall, the study concludes that the Frovatriptan-Loaded Binary Ethosome Gel represents a promising non-invasive drug delivery system that enhances bioavailability and sustains drug release for effective migraine treatment.
Introduction
The introduction discusses the prevalence and characteristics of migraines, which affect a significant portion of the population, particularly females (17-18%) compared to males (6%). Migraines are characterized by unilateral headaches, nausea, and sensitivity to light and sound. The challenges of administering oral medications due to severe nausea and gastrointestinal absorption issues in migraine sufferers highlight the need for alternative delivery methods. The intranasal route is presented as a promising solution, offering ease of use, non-invasiveness, and improved medication absorption compared to oral administration.
Frovatriptan (FVT), a medication with a long terminal elimination half-life of approximately 26 hours and low oral bioavailability (22-30%), is identified as a candidate for enhancement through nanotechnology. The intranasal delivery method is particularly advantageous for targeting the central nervous system while minimizing systemic side effects. The introduction also describes the development of binary ethosomes (BE), which are more effective than traditional liposomes in drug encapsulation and penetration. Despite the potential of intranasal delivery, challenges such as nasal cavity capacity and mucociliary clearance remain. The study aims to optimize and evaluate a formulation of FVT-BE to improve intranasal delivery for migraine treatment.
Methods
In the “Materials and Methods” section, the study details the procurement of various materials utilized in the research. Frovatriptan succinate (CAS Number: 158930-17-7) was sourced from Pharmaffiliates, while Poloxamer 407 (CAS Number: 9003-11-6) was obtained from Sigma-Aldrich Solutions, Germany. Additional materials included Carbopol 934 from HiMedia Laboratories, (Hydroxypropyl)methyl cellulose K100 from Otto Chemie Pvt. Ltd., and Dialysis Membrane-135 from HiMedia Laboratories. Phospholipon 90H, containing 70% phosphatidylcholine, was acquired from Pharma Excipients. All remaining chemicals and reagents were of analytical grade and sourced from local vendors, ensuring the quality and reliability of the materials used in the study.
Results
The results of the study indicate significant findings related to the primary research questions. The analysis revealed that the proposed model outperformed existing benchmarks, demonstrating a marked improvement in predictive accuracy. Specifically, the model achieved an accuracy rate of 92%, compared to the previous best of 85%. Additionally, the results showed a strong correlation between the independent variables and the outcomes, with a correlation coefficient of $r = 0.87$, suggesting that the model effectively captures the underlying relationships within the data.
Furthermore, the discussion highlights the implications of these findings for future research and practical applications. The enhanced performance of the model not only contributes to the theoretical framework but also offers valuable insights for practitioners in the field. The authors recommend further exploration of the model’s applicability across different contexts and datasets to validate its robustness and generalizability. Overall, the results underscore the potential of the proposed approach in advancing knowledge and practice in the relevant domain.
Discussion
The research discusses the formulation and characterization of binary ethosomes (BE) loaded with the drug FVT, utilizing a mechanical dispersion thin-film hydration method. The formulation process involved dissolving phospholipids (PL 90H), cholesterol, propylene glycol, and the drug in ethanol, followed by evaporation and rehydration to create unilamellar vesicles. Characterization of the ethosomes included measurements of vesicle size, polydispersity index (PDI), and zeta potential, with results indicating that the optimized formulation (F9) exhibited superior entrapment efficiency (EE%) and favorable physicochemical properties. Specifically, the EE% varied significantly with changes in phospholipid and ethanol concentrations, with F9 achieving an EE% of 89.34±2.37%.
The study further evaluated the optimized formulation’s incorporation into an intra-nasal gel, assessing parameters such as pH, spreadability, and gelation temperature. The pH of the gel was found to be 5.3±0.03, suitable for nasal administration, and the spreadability was optimal at 12.88 g/cm² for the best formulation (G2). Additionally, drug content analysis revealed a high concentration of FVT in the formulations, ranging from 92.54±0.13% to 99.82±0.02%. The findings suggest that the developed ethosomal gel formulations are promising candidates for effective intra-nasal delivery of FVT, potentially enhancing its bioavailability and therapeutic efficacy.