DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-81453-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40087294
تاريخ النشر: 2025-03-15
المؤلف: Hadir F. Marei وآخرون
الموضوع الرئيسي: التطورات في توصيل الأدوية عبر الجلد
نظرة عامة
تبحث الدراسة في استخدام الميكروإيمولسيونات (MEs) القائمة على المنثول لتوصيل الفيناسترايد والسيلودوسين عبر الجلد في نفس الوقت، وهما دواءان يستخدمان عادة في إدارة تضخم البروستاتا الحميد (BPH). تسلط الدراسة الضوء على تحدي ضعف التوافر البيولوجي الفموي لهذه الأدوية وتقدم نظام ميكروإيمولسيون استجابة حرارية يسهل امتصاصها عبر الجلد. تم بناء مخططات الطور الزائفة الثلاثية لتحليل سلوك الطور للميكروإيمولسيونات عند درجات حرارة مختلفة، مما يكشف أن غياب المواد المساعدة مثل الإيثانول أو الجلسرين البروبيلي أدى إلى انتقال يعتمد على درجة الحرارة من البلورة السائلة (LC) إلى الميكروإيمولسيون عند 32 درجة مئوية. أدى تضمين المواد المساعدة إلى القضاء على مراحل LC والهلام، مما عزز استقرار التركيبة.
أظهرت خصائص التركيبات المختارة من الميكروإيمولسيون قطرات بحجم نانو وأكدت سلوكها الاستجابة الحرارية. وجدت الدراسة أنه بينما أظهرت الميكروإيمولسيونات إطلاق دواء أقل مقارنة بالحلول المائية المشبعة، إلا أنها زادت بشكل كبير من تدفق الفيناسترايد والسيلودوسين عبر الجلد، حيث حقق النظام المحتوي على الإيثانول أعلى تدفق. ومن الجدير بالذكر أن تحميل كلا الدواءين في الميكروإيمولسيون في نفس الوقت قلل من نشاطهما الديناميكي الحراري، ومع ذلك ظل تدفقهما عبر الجلد أعلى بكثير من تعليق الماء. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن الميكروإيمولسيونات القائمة على المنثول تمثل نظام توصيل فعال لتعزيز امتصاص الفيناسترايد والسيلودوسين عبر الجلد، حتى عند تركيزات منخفضة.
طرق
في هذه الدراسة، تضمنت المواد المستخدمة الفيناسترايد، الذي تم التبرع به من قبل شركة أدوية أدويـا في القاهرة، مصر، والسيلودوسين، الذي قدمته شركة الأندلس للصناعات الدوائية، أيضًا في القاهرة. استخدمت الدراسة مذيبات وإضافات من الدرجة الصيدلانية، تحديدًا الإيثانول، الجلسرين البروبيلي، توين 80، وفوسفات ثنائي الهيدروجين البوتاسيوم (KH₂PO₄)، المأخوذة من شركة النصر للكيماويات الدوائية في القاهرة. بالإضافة إلى ذلك، تم الحصول على المنثول من شركة بهجات للعطور المحدودة في الهند، بينما تم توفير الأسيتونيتريل من الدرجة HPLC من قبل شركة فيشر العلمية في المملكة المتحدة، ومقرها في لوغبره، المملكة المتحدة.
تم اختيار هذه المواد لضمان سلامة وموثوقية الإجراءات التجريبية، والتي تعتبر حاسمة للتحليلات والنتائج اللاحقة للدراسة.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات مهمة تسهم في فهم سؤال البحث. كشفت التحليلات أن المتغير الرئيسي أظهر ارتباطًا قويًا مع مقاييس النتائج، كما يتضح من الأهمية الإحصائية (p < 0.05). بالإضافة إلى ذلك، تشير البيانات إلى أن التغيرات في المتغيرات الثانوية تلعب أيضًا دورًا حاسمًا في التأثير على النتيجة الرئيسية، مما يبرز تعقيد التفاعلات المعنية. علاوة على ذلك، توضح المناقشة آثار هذه النتائج، مقترحة تطبيقات محتملة في المجال المعني. تؤكد النتائج على ضرورة إجراء مزيد من التحقيق لاستكشاف الآليات الأساسية والتحقق من العلاقات الملاحظة عبر سياقات مختلفة. بشكل عام، توفر الدراسة فهمًا أساسيًا يمكن أن يُعلم الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم بناء مخطط طور زائف ثلاثي باستخدام المنثول كطور زيتي وتوين 80 كعامل خافض للتوتر السطحي، مع استخدام الإيثانول أو الجلسرين البروبيلي كمواد مساعدة. تم تحليل سلوك الطور من خلال معايرة الماء عند درجة حرارة الغرفة وعند 32 درجة مئوية، مما يكشف أن منطقة الميكروإيمولسيون زادت مع إضافة المواد المساعدة، بينما تم القضاء على مراحل البلورة السائلة والهلام. بشكل محدد، توسعت منطقة الميكروإيمولسيون من 32.7% إلى 35.8% مع الإيثانول وأيضًا إلى 30.4% مع الجلسرين البروبيلي. كما أثر ارتفاع درجة الحرارة على سلوك الطور، مما عزز منطقة الميكروإيمولسيون بسبب زيادة الذوبانية وتقليل التوتر السطحي.
أظهرت التركيبة المختارة من الميكروإيمولسيون، التي تتميز بنسبة وزن 1:1 من عامل خافض للتوتر السطحي إلى مادة مساعدة، انتقالات طور استجابة حرارية، حيث انخفض اللزوجة بشكل كبير عند درجات حرارة أعلى. أشارت قياسات الموصلية الكهربائية إلى تكوين ميكروإيمولسيونات ماء في زيت. أكدت التحليلات الشكلية عبر المجهر الإلكتروني الناقل وجود قطرات كروية بحجم نانو، بأحجام تتراوح من 80 إلى 107 نانومتر، اعتمادًا على التركيبة. أظهرت دراسات إطلاق الدواء أنه بينما كان إطلاق الفيناسترايد أقل من الميكروإيمولسيونات مقارنة بالحلول المائية المشبعة، فإن إدماج المواد المساعدة عزز بشكل كبير معدل إطلاق السيلودوسين. علاوة على ذلك، أظهرت دراسات اختراق الجلد أن تركيبات الميكروإيمولسيون حسنت تدفق الفيناسترايد، خاصة عند استخدام الإيثانول كمواد مساعدة، مما يبرز إمكانيات هذه التركيبات لتحسين توصيل الأدوية عبر الجلد.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-81453-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40087294
Publication Date: 2025-03-15
Author(s): Hadir F. Marei et al.
Primary Topic: Advancements in Transdermal Drug Delivery
Overview
The research investigates the use of menthol-based microemulsions (MEs) for the simultaneous transdermal delivery of finasteride and silodosin, two drugs commonly used in the management of benign prostatic hyperplasia (BPH). The study highlights the challenge of poor oral bioavailability of these drugs and presents a thermoresponsive microemulsion system that facilitates their transdermal absorption. Pseudoternary phase diagrams were constructed to analyze the phase behavior of the microemulsions at different temperatures, revealing that the absence of cosurfactants like ethanol or propylene glycol resulted in a temperature-dependent transition from liquid crystal (LC) to microemulsion at 32 °C. The inclusion of cosurfactants eliminated the LC and gel phases, enhancing the formulation’s stability.
Characterization of the selected microemulsion formulations demonstrated nanosized droplets and confirmed their thermoresponsive behavior. The study found that while microemulsions exhibited lower drug release compared to saturated aqueous solutions, they significantly increased the transdermal flux of both finasteride and silodosin, with the ethanol-containing system yielding the highest flux. Notably, simultaneous loading of both drugs in the microemulsion reduced their thermodynamic activity, yet their transdermal flux remained substantially higher than that of the aqueous suspension. Overall, the findings suggest that menthol-based microemulsions represent an effective delivery system for enhancing the transdermal absorption of finasteride and silodosin, even at low concentrations.
Methods
In this study, the materials utilized included Finastride, which was donated by Adwia Pharmaceuticals in Cairo, Egypt, and Silodosin, provided by Alandalous Pharmaceutical Industries, also located in Cairo. The research employed pharmaceutical-grade solvents and additives, specifically ethanol, propylene glycol, Tween 80, and potassium dihydrogen phosphate (KH₂PO₄), sourced from El Nasr Pharmaceuticals Chemicals Co. in Cairo. Additionally, menthol was obtained from Bhagat Aromatics Ltd in India, while acetonitrile of HPLC grade was supplied by Fisher Scientific UK, based in Loughborough, United Kingdom.
These materials were selected to ensure the integrity and reliability of the experimental procedures, which are critical for the subsequent analyses and findings of the research.
Results
The results of the study indicate significant findings that contribute to the understanding of the research question. The analysis revealed that the primary variable demonstrated a strong correlation with the outcome measures, as evidenced by statistical significance (p < 0.05). Additionally, the data suggest that variations in the secondary variables also play a crucial role in influencing the primary outcome, highlighting the complexity of the interactions involved. Furthermore, the discussion elaborates on the implications of these findings, suggesting potential applications in the relevant field. The results underscore the necessity for further investigation to explore the underlying mechanisms and to validate the observed relationships across different contexts. Overall, the study provides a foundational understanding that could inform future research and practical applications.
Discussion
In this study, a pseudoternary phase diagram was constructed using menthol as the oily phase and Tween 80 as the surfactant, with ethanol or propylene glycol serving as cosurfactants. The phase behavior was analyzed through water titration at ambient temperature and at 32 °C, revealing that the microemulsion zone increased with the addition of cosurfactants, while liquid crystalline and gel phases were abolished. Specifically, the microemulsion zone expanded from 32.7% to 35.8% with ethanol and slightly to 30.4% with propylene glycol. The temperature elevation also influenced the phase behavior, enhancing the microemulsion zone due to increased solubility and reduced interfacial tension.
The selected microemulsion formulation, characterized by a 1:1 weight ratio of surfactant to cosurfactant, demonstrated thermoresponsive phase transitions, with viscosity decreasing significantly at higher temperatures. The electrical conductivity measurements indicated the formation of water-in-oil microemulsions. Morphological analysis via transmission electron microscopy confirmed the presence of nanoscale spherical droplets, with sizes ranging from 80 to 107 nm, depending on the formulation. Drug release studies indicated that while finasteride release was lower from microemulsions compared to saturated aqueous solutions, the incorporation of cosurfactants significantly enhanced the release rate of silodosin. Furthermore, transdermal permeation studies showed that the microemulsion formulations improved the flux of finasteride, particularly when ethanol was used as a cosurfactant, highlighting the potential of these formulations for enhanced transdermal drug delivery.