Ανάπτυξη καινοτόμων συστημάτων χορήγησης φαρμάκων με τη μέθοδο της ηλεκτροϊνοποίησης
Creators: name: Χαχλιουτάκη, Κωνσταντίνα Εμμανουήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Παιδιατρικές φαρμακομορφές
Δασπειρόμενα υμένια στην στοματική κοιλότητά
Ηλεκτροϊνοποίηση
Ισονιαζίδη
Paediatric medicines
Fast dissolving oral films
Electrospun

description: Η τεχνική της ηλεκτροϊνοποίησης κερδίζει έδαφος στην παραγωγή συστημάτων μεταφοράς φαρμάκων λόγω της αποτελεσματικότητας και της απλότητας της διαδικασίας, του χαμηλού κόστους και της δυνατότητας κλιμάκωσης σε βιομηχανικό επίπεδο. Οι παραγόμενες ίνες έχουν μεγάλο εμβαδόν επιφάνειας, που ενισχύει τη ταχύτητα διάλυσης ή /και την αποσάθρωσης του υμενίου στην στοματική κοιλότητα, ιδιότητα ιδιαίτερα επιθυμητή σε ασθενείς με δυσκολία κατάποσης στερεών φαρμακομορφών. Σε αυτή την κατεύθυνση η παρούσα μελέτη παρουσιάζει την ανάπτυξη ταχέως διαλυόμενων στη στοματική κοιλότητα υμενίων για τη χορήγηση του αντιφυματικού φαρμάκου ισονιαζίδη σε παιδιατρικούς ασθενείς. Για την ανάπτυξη των ταχέως διαλυόμενων υμενίων με την τεχνική της ηλεκτοϊνοποίησης χρησιμοποιήθηκαν φυσικά πολυμερή (πουλουλάνη, καζείνη, πηκτίνη και υδροξυπροπυλομεθυλοκυτταρίνη). Οι παραγόμενες νανοϊνες χαρακτηρίστηκαν φυσικοχημικά με τις τεχνικές της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης, φασματοτοσκοπίας υπέρυθρου, διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης και θερμοσταθμικής ανάλυσης. Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των ινών και ο προσδιορισμός της διαμέτρου τους εξετάστηκαν με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, και επιλέχθηκαν έτσι σε αρχικό στάδιο οι βέλτιστες παράμετροι που επηρεάζουν την διαδικασία της ηλεκτροϊνοποίησης και άρα την παραγωγή ινών. Σε δεύτερο στάδιο, εξετάστηκαν οι παράγοντες του διαλύματος (ιξώδες, ηλεκτρική αγωγιμότητα) που επηρεάζουν την διαδικασία της ηλεκτροϊνοποίησης για όλα τα μίγματα των πολυμερών απουσία δραστικής. Η μελέτη των θερμικών (DSC, TGA) και φυσικοχημικών ιδιοτήτων (φασματοφωτομετρίας ATR-FTIR) των πολυμερικών υμενίων παρουσία και απουσία δραστικής κατέδειξαν τον σχηματισμό μοριακών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πολυμερών και της δραστικής, τη θερμική σταθερότητα των υμενίων, και την αμορφοποίηση της δραστικής εντός των πολυμερικών υμενίων. Η ικανότητα εγκλωβισμού της ισονιαζίδης στις πολυμερικές ίνες ήταν υψηλή (&gt;80%) και η αποδέσμευσή της κατά την διάλυση των υμενίων σε προσομοιωμένο υγρό σιέλου ήταν ταχεία και πλήρης. Η ταχεία διάλυση των υμενίων επιβεβαιώθηκε με τη δοκιμασία της αποσάθρωσης, καθώς ο καταθρυματισμός τους ξεκίνησε άμεσα με την επαφή με το προσομοιωμένο υγρό σιέλου, ενώ η πλήρης διάλυσή τους επιτεύχθηκε από τα πρώτα 10 δευτερόλεπτα της μελέτης καταδεικνύοντας την αποτελεσματικότητα του συστήματος για ταχεία διάλυση και πλήρη αποδέσμευση των χορηγούμενων δραστικών ουσιών στη στοματική κοιλότητα.
description: Electrospinning field has been considered as a fast-moving front in drug delivery systems due to its controllable diameter of nanofibers, easy handling, cost effectiveness and large-scale manufacturing capabilities. It offers a distinct advantage of forming fibers in the micro- to nanometer range with a high surface area-to-volume ratio contributing to accelerating the degradation of film within the oral cavity. The application of orally dissolving dosage forms has several advantages such as improving patient compliance overcoming swallowing problems or dysphagia. The aim of this study was to fabricate fast dissolving oral films loaded with isoniazid, a first line antitubercular agent, as a potential paediatric formulation. The obtained fiber substrates were characterized by infrared spectroscopy (ATR), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM) for their morphology, changes in chemical composition and thermal properties. The morphological characteristics of the fibrous mats and fiber diameter were determined by means of Scanning Electron Microscopy (SEM), in order to choose the optimum parameters affecting electrospinning process. Furthermore, the apparent viscosity and conductivity of solutions were investigated prior to electrospinning. Oral strips were further characterized via ATR-FTIR spectrophotometry, in order to identify the presence of excipients. In addition, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) were enrolled to assess the thermal properties and crystallinity of the polymers and the active pharmaceutical ingredient (API). The encapsulation efficiency as well as the release profile were confirmed by high performance liquid chromatography (HPLC). Fibrous mats loaded with isoniazid exhibited high encapsulation efficiency (&gt;80%) and immediate (burst) release of the API. In vitro disintegration test confirmed rapid dissolution of the films. The films degraded immediately upon contact with the simulated saliva fluid whereas complete dissolution of the films was achieved within the first 10 seconds of the process demonstrating the efficacy of the system for rapid dissolution and complete release of the active pharmaceutical substance administered into the oral cavity.