Development of microemulsions for the administration of bioactive compounds
Authors: Μήτσου Ευγενία 
Published: September 2021

Τα μικρογαλακτώματα, ως υγρά κολλοειδή συστήματα, έχουν συγκεντρώσει το επιστημονικό ενδιαφέρον, ιδιαίτερα του τομέα φαρμάκων και τροφίμων, καθώς αποτελούν άριστο περιβάλλον εγκλωβισμού ουσιών αυξάνοντας ταυτόχρονα τη βιοδιαθεσιμότητά τους. Σκοπό της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη βιοσυμβατών μικρογαλακτωμάτων βασισμένων, κυρίως, σε φυσικά έλαια και επιφανειοενεργά με σκοπό τη χρήση τους στον εγκλωβισμό ουσιών με θεραπευτικό ενδιαφέρον. Δύο (2) διαφορετικές οδοί χορήγησης βιοδραστικών ουσιών μελετήθηκαν στο πλαίσιο της συγκεκριμένης διατριβής με σκοπό τη μελέτη της πολυ-λειτουργικής φύσης των υγρών νανοδιασπορών σε φαρμακευτικές εφαρμογές. Διαφορετικά μικρογαλακτώματα, που ανήκαν στην κατηγορία τύπου νερού-σε-έλαιο(Ν/Ε) αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης και τελικά χρησιμοποιήθηκαν για τον εγκλωβισμό βιοδραστικών ουσιών. Ο δομικός χαρακτηρισμός των μικρογαλακτωμάτων, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση των τεχνικών της Δυναμικής Σκέδασης Φωτός (DLS), του Ηλεκτρονικού Παραμαγνητικού Συντονισμού (EPR), της Δυναμικής Επιφανειακής Τάσης (DIT) και της Σκέδασης ακτινών-Χ υπό μικρή γωνία (SAXS). Στα αναπτυχθέντα συστήματα εγκλωβίστηκαν δύο (2) διαφορετικοί τύποι βιοδραστικών ουσιών (ένζυμα και αντιοξειδωτικά). Λόγω της πολικής φύσης της διεσπαρμένης φάσης των συστημάτων εγκλωβίστηκαν το ένζυμο Υπεροξειδάση του χρένου (Horseradish peroxidase, HRP) και τα φυσικά αντιοξειδωτικά υδροξυτυροσόλη (hydroxytyrosol, ΗΤ) και γαλλικό οξύ (gallic acid,GA). Η μελέτη των δομικών χαρακτηριστικών των συστημάτων απουσία και παρουσία των βιοδραστικών ουσιών, καθώς και οι αλλαγές αυτών, έδωσαν πληροφορίες σχετικά με το μέγεθος των διασπορών των αναπτυχθέντων μικρογαλακτωμάτων αλλά και συντέλεσαν στον προσδιορισμό της θέσης των ουσιών στην πολύπλοκη μικροδομή τους. Για τον έλεγχο της αποτελεσματικότητας των συστημάτων, τα προτεινόμενα μικρογαλακτώματα ελέγχθηκαν είτε ως προς την ικανότητά τους να καταλύουν γνωστές αντιδράσεις (στην περίπτωση εγκλωβισμού ενζύμου) είτε να διατηρούν την αντιοξειδωτική ικανότητα των εγκλωβισμένων ουσιών (στην περίπτωση της υδροξυτυροσόλης και του γαλλικού οξέος). Διαπιστώθηκε ότι οι εγκλωβισμένες ουσίες διατήρησαν τις αρχικές τους ιδιότητες μετά τον εγκλωβισμό τους, ενώ τα ίδια τα μικρογαλακτώματα λόγω της φύσης τους εμφάνισαν ισχυρή αντιοξειδωτική δράση, αυξάνοντας την καταλληλότητα τους για χρήση σε φαρμακευτικές εφαρμογές. Για τη βιολογική αποτίμηση των προτεινόμενων συστημάτων δύο (2) διαφορετικοί οδοί χορήγησης μελετήθηκαν: η από του στόματος και η ρινική. Συγκεκριμένα, η μελέτη εστιάστηκε στην συμπεριφορά των μικρογαλακτωμάτων και στην συμβολή τους στην απορρόφηση των εγκλωβισμένων βιοδραστικών ουσιών, μέσω in vitro τεχνικών, στις περιοχές απορρόφησης που συνδέονται με την από του στόματος και τη ρινική χορήγηση. Τόσο για την από του στόματος όσο και για τη ρινική χορήγηση πραγματοποιήθηκαν in vitro μελέτες κυτταροτοξικότητας και διαπερατότητας από κατασκευασμένα επιθήλια με τη χρήση κατάλληλων καρκινικών σειρών. Συγκεκριμένα, στην πρώτη περίπτωση χρησιμοποιήθηκε η συγκαλλιέργεια των εντερικών επιθηλιακών καρκινικών κυτταρικών σειρών Caco-2/TC7 και HT29-MTX, ενώ στη δεύτερη περίπτωση η καρκινική κυτταρική σειρά ρινικού επιθηλίου RPMΙ 2650. Μέσω των in vitro μελετών προσδιορίστηκε το εύροςτων μη τοξικών συγκεντρώσεων των συστημάτων, σε κάθε περίπτωση, ενώ η μελέτη επιθηλιακής διαπερατότητας των βιοδραστικών ουσιών ανέδειξε την ισχυρή συμμετοχή των συστατικών των μικρογαλακτωμάτων στην συγκεκριμένη διαδικασία. Εν κατακλείδι, στο πλαίσιο της συγκεκριμένης διατριβής αναπτύχθηκαν πρωτότυπα βιοσυμβατά μικρογαλακτώματα τα οποία αποτέλεσαν εξαιρετικό μικροπεριβάλλον για τον εγκλωβισμό βιοδραστικών ουσιών όπως ένζυμα και αντιοξειδωτικά. Η καταλληλότητα των παραπάνω συστημάτων για από του στόματος και ρινική χορήγηση ανέδειξε τα πλεονεκτήματα αυτών των συστημάτων. Τα αναπτυχθέντα μικρογαλακτώματα λόγω του μικροπεριβάλλοντός τους, των συστατικών αλλά και των ιδιοτήτων τους μελλοντικά μπορούν να μορφοποιηθούν περαιτέρω με σκοπό την εφαρμογή τους στη φαρμακευτική βιομηχανία ως προϊόντα που θα συνδυάζουν το χαμηλό κόστος και την αποτελεσματικότητα προσφέροντας παράλληλα στον χρήστη έναν εύκολο τρόπο χορήγησης ιδιαίτερα για μακράς διάρκειας θεραπείες.