Αξιολόγηση νανοσωματιδίων για ρινική χορήγηση ροπινιρόλης
Creators: name: Χατζητάκη, Αικατερίνη Θεοδώρα Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: ρινική χορήγηση
νανοσωματίδια
ροπινιρόλη
nasal delivery
nanoparticles
ropinirole

description: Τα τελευταία χρόνια, η ρινική οδός χορήγησης έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον ως μία αξιόπιστη εναλλακτική οδός για τη συστηματική χορήγηση φαρμάκων, έναντι της από του στόματος και της παρεντερικής χορήγησης. Η υδροχλωρική ροπινιρόλη αποτελεί έναν μη εργολινικό ντοπαμινεργικό αγωνιστή, που χορηγείται για τη θεραπευτική αντιμετώπιση της Νόσου Parkinson. Τα διαθέσιμα εμπορικά σκευάσματα χορηγούνται από του στόματος (Requip XL@). Εναλλακτικές οδοί χορήγησης της ροπινιρόλης προσελκύουν το ενδιαφέρον αφού η οδός αυτή δεν είναι κατάλληλη για ασθενείς με δυσκολία κατάποσης δισκίων που αποτελούν και το μεγαλύτερο μέρος των παρκινσονικών ασθενών.Η ρινική οδός θα μπορούσε να αποτελέσει μία εναλλακτική οδό χορήγησης της ροπινιρόλης αφού προσφέρει μεγάλη επιφάνεια απορρόφησης του φαρμάκου και τροφοδοτείται μέσω πυκνού δικτύου τριχοειδών αγγείων. Επιπλέον, μέσω της ρινικής χορήγησης είναι εφικτή η στόχευση του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος και η συστηματική κυκλοφορία του φαρμάκου με αυξημένη βιοδιαθεσιμότητα παρακάμπτοντας τον ηπατικό μεταβολισμό. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκαν νανοσωματίδια με βλεννοπροσκολλητικές ιδιότητες που παρουσιάζουν διαφορετικό επιφανειακό φορτίο, χρησιμοποιώντας το πολυμερές πολυβινυλική αλκοόλη και το συνδυασμό της με χιτοζάνη, πολύ(λακτικό-γλυκολικό οξύ) και ροπινιρόλη με την τεχνική της νανοκαταβύθισης. Το ποσοστό εγκλωβισμού της δραστικής ουσίας προσδιορίστηκε στο 8% και για τις δύο συστάσεις ενώ η απόδοση της μεθόδου σύνθεσής τους ήταν σχετικά υψηλή. Το μέγεθος και το επιφανειακό φορτίο των νανοσωματιδίων προσδιορίστηκε με δυναμική σκέδαση φωτός και μετρήσεις ζ-δυναμικού. Η μέση διάμετρος των σωματιδίων προσδιορίστηκε στο εύρος των 92.2 ± 11.1 nm (PLGA NPs) και 421.0 ± 62.2 nm (PLGA/CHIT NPs) αντίστοιχα, ενώ με την ηλεκτρονική μικροσκοπία διερχόμενης δέσμης αποτυπώθηκε το σφαιρικό τους σχήμα. Το θετικό επιφανειακό φορτίο των PLGA/CHIT νανοσωματιδίων κατέδειξε την παρουσία της χιτοζάνης στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων. Τα νανοσωματίδια αξιολογήθηκαν ως προς τη βλεννοπροσκολλητική τους ικανότητα και την αποτελεσματικότητά τους ως φορείς χορήγησης πρωτεϊνών. Η μελέτη των φυσικών μεταβολών των πρώτων υλών και των νανοσωματιδίων συναρτήσει της θερμοκρασίας πραγματοποιήθηκε με τις τεχνικές της διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης αιμοσυμβατότητας, τα νανοσωματίδια, με εξαίρεση αυτά που φέρουν συνδυασμό πολυβινυλικής αλκοόλης και χιτοζάνης χωρίς φάρμακο, δεν προκαλούν αιμόλυση. Από τις μελέτες ικανότητας πρόκλησης οξειδωτικής αντίδρασης διαπιστώθηκε ότι οι συνθέσεις δεν επάγουν αντιδράσεις ελευθέρων ριζών. Η κυτταροτοξικότητα των νανοσωματιδίων παρουσία και απουσία φαρμάκου προσδιορίστηκε επί της κυτταρικής σειράς των μακροφάγων και των μονοπύρηνων κυττάρων του αίματος επί των οποίων προσδιορίστηκε και η κυτταρική πρόσληψη με την τεχνική της συνεστιακής μικροσκοπίας. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν τη μη κυτταροτοξικότητα και μικρού βαθμού κυτταρική πρόσληψη των νανοσωματιδίων που περιείχαν πολυβινυλική αλκοόλη, ενώ ο συνδυασμός της με χιτοζάνη προκαλεί κυτταρικό θάνατο σε συγκέντρωση πολυμερών μεγαλύτερη από 14.8 μg/mL και 30 μg/mL για τα Raw 264.7 και PBMCs, αντίστοιχα και αυξημένη κυτταρική πρόσληψη. Η αποδέσμευση της ροπινιρόλης από τα PLGA νανοσωματίδια σε προσομοιωμένο ρινικό διάλυμα ηλεκτρολυτών παρουσιάζει χαμηλό προφίλ αποδέσμευσης του δραστικού μορίου λόγω του φορτίου, της υδροφοβικότητας και κρυσταλλικότητας της πολυμερικής μήτρας. Αντίθετα, η προσθήκη της υδατοδιαλυτής χιτοζάνης συμβάλλει στην εισροή ύδατος και την επακόλουθη ενίσχυση της αποδέσμευσης της δραστικής με την εμφάνιση διφασικού προφίλ αποδέσμευσης. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας καθιστούν τα νανοσωματίδια αυτά αξιόλογα για περαιτέρω μελέτη ως σύστημα ρινικής χορήγησης της ροπινιρόλης
description: Nasal delivery is a promising alternative route of administration due to its benefits, the large surface area of absorption and highly blood vessels network. Furthermore, the nasal route can be used to deliver therapeutic substances directly to the central nervous system (nose to brain delivery) avoiding first hepatic metabolism. The aim of the present study was the development of nanoparticles with mucoadhesive properties for the nasal delivery of ropinirole. For this reason, particles comprised of polyvinyl alcohol (PVA), chitosan, poly(lactic-co-glycolic acid (PLGA) and ropinirole were developed by means of the nanoprecipitation method. Nanoparticles loaded with ropinirole hydrochloride exhibited low drug loading ( ̴8% DL), while production yield was relatively high (up to 66%). The size and surface charge of nanoparticles were determined by dynamic light scattering (DLS). The mean diameter of the nanoparticles was found to range between 92.2 ± 11.1 nm (PLGA NPs) and 421.0 ± 62.2 nm (PLGA/CHIT NPs) with a spherical shape as evident by Transmission Electron Microscopy (TEM). The positive surface charge of PLGA/CHIT nanoparticles confirmed the presence of chitosan onto to their surface. The particles were evaluated for their mucoadhesive properties whereas hemolysis studies were conducted and nanoparticles were evaluated, also, as protein delivery carriers. Subsequently they were characterized by means of differential scanning calorimetry (DSC) to further assess the thermal properties and crystallinity of the polymers and the API. Hemolysis assay revealed that all tested nanoparticles with the exception of PLGA/CHIT didn’t induce any hemolytic effect. Reactive Oxygen Species (ROS) assay showed that nanoparticles do not produce superoxide or hydrogen peroxide. The in vitro cytotoxicity was evaluated in macrophages cell line (Raw 264.7) and Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs). The data showed that PLGA nanoparticles are not cytotoxic, whereas PLGA/CHIT nanoparticles cause cell death in the range between 14.8 μg/mL και 30 μg/mL of polymers for Raw 264.7 and PBMCs, respectively. The data obtained for PBMCs were further corroborated with uptake by means of CLSM. The in vitro release profiles of the nanoparticles in simulated nasal electrolyte solution (SNES) demonstrated low release profile of PLGA nanoparticles due to their negative charge, hydrophobicity and crystallinity of polymeric matrix. On the other hand, the addition of the water-soluble chitosan enhanced water permeation resulting in higher drug release with biphasic release profile. These results reveal that these formulations are promising carriers for the nasal delivery of ropinirole hydrochloride