title: Confinement of therapeutic agents into mesoporous silica nanoparticles for oral delivery applications
Creators: name: Juère, Estelle
Publisher: name: :none
Year: 2020

description: Unter den verschiedenen Wegen der Arzneimittelverabreichung bleibt der orale Weg für die Patienten der beliebteste auch wenn er aus pharmazeutischer Sicht recht her-ausfordernd ist. Die Pille muss nämlich bis zur Arzneimittelabsorptionsstelle d.h. im Darm intakt bleiben. Das Medikament sollte in einer sauren Umgebung stabil sein, bei einem nahezu neutralen pH-Wert löslich und schließlich durch die Darmepithelbarrie-re aufgenommen werden. Dieses Anforderungsprofil wird bei oraler Aufnahme von vielen Medikamenten wegen der limitierten biologischen Verfügbarkeit selten erfüllt. Um die Aufnahme zu verbessen ist die Einschließung von Therapeutika in poröse Ma-terialien und die Verwendung von pH-abhängigen Systemen eine vielversprechende Strategie. Es gibt viele verschiedene poröse Materialien, die sich für die Wirkstofftrans-port eignen aber ein Typ ist besonders interessant: Mesoporöse Silica-Nanopartikel (MSNs). In dieser Dissertation wurden zwei Typen davon untersucht: MCM-48-Nanopartikel und DMSNs (dendritische Nanopartikel). Mehrere therapeutische Wirkstoffe, insbesondere Resveratrol, Omeprazol und Insulin, wurden in die Poren von MSNs geladen. Sie alle sind gute Beispiele für Medikamente mit geringer Löslichkeit, geringer Permeabilität oder die Anfälligkeit für saure und enzymatische Zersetzung. Die Herstellung von Tabletten bestehend aus mit Arzneimitteln beladenen MSNs und succinylierten beta-Lactoglobulin hat es ermöglicht, dass die Freisetzung und damit der Abbau bei saurem pH unterbunden und die Elution bei nahezu neutralem pH-Wert gefördert wird. In vitro-Zytotoxizitätstests wurden mit HT-29-, Caco-2- und HCEC-Zelllinien durchgeführt um die Biokompatibilität der verschiedenen entwickelten MSNs sicher zu stellen. Weiters wurde die in vitro Stoffwechselaktivität der Zellen bei der fortlaufenden Freisetzung und bei höheren Wirkstoffkonzentrationen getestet.
description: Among the different drug administration pathways, the oral route remains the most preferable one for the patients, although quite challenging from a pharmaceutical point of view. The integrity of the pill has to be preserved up to the drug absorption site i.e., in the intestine. It implies that the drug has to be stable in an acidic environment, so-luble in near neutral pH and lastly, permeable through the intestinal epithelial barrier. Needless to mention that it is rarely the case as currently most of the drugs accepted for oral dosage are blocked because of their limited oral bioavailability. Promising ap-proaches to maximize the chances to reach the systemic circulation could be found in the encapsulation of therapeutic agents into porous materials and in the design of pH-responsive formulations. A variety of porous materials are interesting for drug delivery but one kind is particularly worthy of investigation: mesoporous silica nanoparticles (MSNs). In this thesis, two types were investigated in particular: MCM-48-type nano-particles and dendritic-type nanoparticles (DMSNs). Several therapeutic agents were incorporated in the pores of these MSNs: resveratrol, omeprazole and insulin which are all interesting models suffering from low solubility, low permeability or susceptible to acidic or enzymatic decomposition. Tableting these drug-loaded MSNs with succinylated beta-lactoglobulin has prevented the release and therefore the degradation of drugs at acidic pH and has promoted their elution in near neutral pH. In vitro cytotoxic assays have been conducted using HT-29, Caco-2 and HCEC cell lines to get deeper insights into the biocompatibility of the various MSNs designed, and the mediation of the in vit-ro metabolic activity of the cells upon sustained release and enhanced drug permeati-on.