title: Thermal stability and entrapment properties of hybrid lipid/surfactant vesicles for the incorporation of Ciprofloxacin
Creators: name: Kender, Sarah Maria
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: Liposomen sind gut untersuchte Medikamententräger, die für zahlreiche Vorteile bekannt sind, wie unter anderem die Erweiterung von Formulierungsoptionen für sich in der Entwicklung befindende Arzneimittel. Ciprofloxacin ist ein bekanntes Antibiotikum, das für bakterielle Infektionen in der Lunge eingesetzt wird und bereits in Liposomen aus HSPC/Cholesterol verpackt wurde. Das Ziel dieser Masterarbeit war es, verschiede neu überlegte Lipidkombinationen zur Herstellung von Liposomen, in die Ciprofloxacin HCl geladen werden kann, betreffend ihre physikochemischen Eigenschaften zu untersuchen. Zu diesem Zwecke wurden die Partikelgröße, das Zeta Potential und die thermalen Eigenschaften gemessen und mit bereits bekannten Medikamententrägern und Partikeln verglichen. Durch die erlangten Daten betreffend die thermalen Eigenschaften konnte auf die Stabilität sowohl als auf die Membranbeweglichkeit der Partikel eingegangen werden. Die Membranbeweglichkeit wurde auch bei den bereits bekannten Fluidosomen beschrieben, die in diesem Fall für Vergleiche verwendet wurden. Der Hintergrund dieser Arbeit war es, eine Formulieroption von Liposomen für Ciprofloxacin HCl zu finden, welche man für eine pulmonale Applikation durch Vernebelung verwenden könnte. Die Liposomen wurden hergestellt, indem man zuerst dünne Lipidfilme kreierte. Anschließend formten sich die Partikel durch Duale Zentrifugation (DC) und wurden in diesem Prozess mit Ciprofloxacin HCl beladen. Die Partikelgröße wurde mit Hilfe von Dynamischer Lichtstreuung (DLS) bestimmt und das Zeta Potential durch Elektrophoretische Lichtstreuung (ELS) gemessen. Um Informationen bezüglich der Stabilität und Beweglichkeit zu gewinnen, wurde eine dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) durchgeführt und die entstandenen Thermogramme analysiert. Die optimalen Liposomen basierend auf den Kriterien dieser Arbeit sind unter anderem DPPC/DHDAB 2:1 auf Grund des hohen Antibiotikum Gehalts, der eingeschlossen wurde. Desweitern DPPG/DPTAP 4:1, diese Kombination konnte ebenfalls mit der enthaltenen Menge an Ciprofloxacin überzeugen, aber auch aufgrund eines speziellen Thermogramms, das auf eine Verzahnung der Lipidketten hinweist. Die Liposomen aus DPPC/DPTAP 2:1 und 4:1 beeindruckten durch eine gute Stabilität und könnten durch eine positive Oberflächenladung Vorteile in der Reaktion mit Schleim in der Lunge mit sich bringen. Abschließend sind die Fluidosomenkombination aus DPPC/DMPG zu erwähnen, die durch eine unerwartete und untypische Stabilität besonders im Verhältnis 9:1 eine gute Option zur Vernebelung darstellen könnten.
description: Liposomes are popular drug carriers providing several advantages such as an increase in formulation options for the entrapped drug. Ciprofloxacin is an antibiotic used for lung infections that has already been incorporated in liposomal mixtures of HSPC/Cholesterol. The aim of this thesis was to explore and compare already existing liposomes and newly designed hybrid lipid/surfactant combinations for the entrapment of ciprofloxacin HCl with respect to their physicochemical characteristics of size, zeta potential and thermal behaviour through which the stability of the vesicles was assessed. Additionally, the fluid-ity of the particles was evaluated and compared with previously described so-called Fluidosomes. The motive of this project was to assess optimal lipid/surfactant composi-tions for potential use in pulmonary antibiotic delivery via nebulisation. The liposomes were prepared by solvating lipid films and thus passively incorporating ciprofloxacin HCl using Dual Centrifugation (DC). The vesicle size measurements were carried out by Dynam-ic Light Scattering (DLS) whereas the zeta potential was obtained through Electrophoretic Light Scattering (ELS). To gather information about liposome stability and fluidity, Differ-ential Scanning Calorimetry (DSC) measurements were performed. The optimal liposomes chosen regarding this thesis rationale are DPPC/DHDAB 2:1 due to the high amount of antibiotic incorporated as well as DPPG/DPTAP 4:1 for the same reason in addition to a unique thermogram indicating interdigitation. Furthermore, both mixtures of DPPC/DPTAP in the molar ratio of 2:1 and 4:1 showed promising results in terms of their stability as well as an excess positive surface charge which could be useful in terms of mu-cus penetration in the lung. These successful combinations are comparable to Fluidosome mixtures (DPPC/DMPG) which emerged as being more thermally stable than previously expected, especially in the molar ratio of 9:1, making it a possible candidate to withstand the shear forces of a nebulisation.