Yutması Daha Kolay: Yeni İlaç Formülasyon Yöntemi Daha Küçük Haplara Yol Açabilir

Fotoğraf: MIT kimya mühendisleri, hidrofobik ilaçları bir kalıba dökülebilen ve tabletlere kurutulabilen bir nanoemülsiyona dönüştürerek formüle etmenin yeni bir yolunu geliştirdiler. Nanoemülsiyon, şişelerde görülen küçük parçacıklar oluşturmak için de kullanılabilir.

Kimya mühendisleri, bir tablete daha fazla ilaç yüklemenin bir yolunu buldular; bu, daha sonra daha küçük ve yutulması daha kolay hale getirilebilir.

Piyasadaki ilaçların yaklaşık yüzde 60’ında aktif bileşenleri hidrofobik moleküller vardır. Suda çözünmeyen bu ilaçların tabletlere formüle edilmesi zor olabilir, çünkü insan vücudu tarafından emilebilmesi için çok küçük kristallere bölünmesi gerekir.

MIT kimya mühendislerinden oluşan bir ekip, tabletlere hidrofobik ilaçlar veya kapsüller ve ince filmler gibi diğer ilaç formüllerini dahil etmek için artık daha basit bir süreç geliştirdi. İlacın emülsiyon oluşturmasını ve ardından bunu kristalleştimesini içeren teknik, tablet başına daha güçlü bir dozun yüklenmesini sağlar.

“Bu çok önemlidir, çünkü yüksek ilaç yüklemesi elde edebilirsek, aynı terapötik etkiyi hala elde eden daha küçük dozlar yapabiliriz. Bu durum, sadece çok küçük bir ilaç alması gerekmesi ve hala çok etkili olması nedeniyle hasta uyumluluğunu büyük ölçüde iyileştirebilir,” diyor MIT lisansüstü öğrencisi ve yeni çalışmanın baş yazarı Liang-Hsun Chen.

Robert T. Haslam Kimya Mühendisliği Profesörü Patrick Doyle, 7 Haziran 2021’de Advanced Materials dergisinde yayınlanan makalenin kıdemli yazarıdır.

Çoğu ilaç, ilacı stabilize etmeye ve vücutta nasıl salındığını kontrol etmeye yardımcı olan ilaç katkısı adı verilen diğer bileşiklerle birleştirilen aktif bir bileşenden oluşur. Elde eden tabletlere, kapsüllere veya filmlere formülasyon denir.

Şu anda, hidrofobik ilaçların formülasyonlarını oluşturmak için, ilaç şirketleri bileşiğin insan hücrelerinin emmesi daha kolay olan nanokristallere kadar öğütülmesini gerektiren bir süreç kullanmaktadır. Bu kristaller daha sonra ilaç katkısı ile karıştırılır. Genellikle hidrofobik ilaçlarla karıştırılan bir ilaç katkısı selülozdan elde edilen bir bileşik olan metilselülozdur. Metilselüloz suda kolayca çözünür, bu da ilaçların vücutta daha hızlı salınmasını yardımcı olur.

Bu yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak MIT ekibine göre birçok verimsizliği vardır. Chen, öğütme adımının çok zaman alıcı, yoğun enerji gerektiren bir süreç olduğunu ve aşındırıcı sürecin aktif bileşen özelliklerinde değişikliklere neden olabileceğini ve bunun da terapötik etkileri zayıflatabileceğini belirtiyor.

Chen ve Doyle, bir emülsiyon oluşturarak hidrofobik ilaçları metilselülozla birleştirmenin daha etkili bir yolunu bulmak için yola çıktılar. Emülsiyonlar, bir yağ ve sirke salatası sosu çalkalandığında oluşan karışım gibi suda asılı yağ damlacıklarının karışımlarıdır.

Bu damlacıklar çapı nanometre ölçeğinde olduğunda, bu tür bir karışıma nanoemülsiyon denir. Nanoemülsiyonlarını oluşturmak için araştırmacılar, kolesterolü düşürmeye yardımcı olmak için kullanılan fenofibrat adlı hidrofobik bir ilaç aldılar ve anizol adı verilen bir yağda çözdüler. Daha sonra bu yağ fazını suda çözünmüş metilselüloz ile birleştirdiler, nano ölçekli yağ damlacıkları oluşturmak için ultrasonikasyon (ses dalgaları) kullanarak bu yağ fazını suda çözünen metilselüloz ile birleştirdiler. Metilselüloz, amfifilik olduğu için su ve yağ damlacıklarının tekrar ayrılmasını önlemeye yardımcı olur, yani hem yağ damlacıklarına hem de suya bağlanabilir.

Emülsiyon oluştuktan sonra, araştırmacılar sıvıyı ısıtılmış bir su banyosuna damlatarak bir jel haline getirebilirler. Her damla suya çarptığında milisaniyeler içinde katılaşır. Araştırmacılar, sıvıyı su banyosuna damlatmak için kullanılan ucun boyutunu değiştirerek parçacıkların boyutunu kontrol edebilir.

Doyle, parçacık oluşumunun neredeyse anlık olduğunu, bu nedenle sıvı damlasındaki her şeyin herhangi bir kayıp olmadan katı bir partiküle dönüştürüleceğni söylüyor. Kuruduktan sonra, metilselüloz matrisinde eşit olarak dağıtılan fenofibrat nanokristallerinin olduğunu ekliyor.

Daha Küçük Haplar, Daha Fazla İlaç

Nanokristal yüklü parçacıklar oluştuktan sonra, standart ilaç üretim teknikleri kullanılarak toz haline getirilebilir ve daha sonra tabletlere sıkıştırılabilir. Alternatif olarak, araştırmacılar jellerini suya damlatmak yerine kalıplara dökebilir ve herhangi bir şekilde ilaç tabletleri oluşturmalarını sağlayabilirler.

Araştırmacılar nanoemülsiyon tekniklerini kullanarak yaklaşık yüzde 60 oranında ilaç yüklemesi elde edebildiler. Buna karşılık, şu anda mevcut fenofibrat formülasyonları yaklaşık yüzde 25’lik bir ilaç konsantrasyonuna sahiptir. Araştırmacılar, tekniğin emülsiyondaki yağın suya oranını artırarak daha da yüksek konsantrasyonları yüklemek için kolayca uyarlanabileceğini söylüyor.

Chen, bu yutması daha kolay olan daha etkili ve daha küçük ilaçlar yapılmasını sağlayabileceğini ve bunun ilaç yutma güçlüğü çeken birçok insan için çok faydalı olabileceğini ekliyor.

Bu yöntem, son yıllarda daha yaygın olarak kullanılan ve özellikle çocuklar ve yaşlılar için faydalı olan bir tür ilaç formülasyonu olan ince filmler yapmak için de kullanılabilir. Bir nanoemülsiyon yapıldıktan sonra, araştırmacılar onu içinde ilaç nanokristalleri gömülü olan ince bir filme kurutabilirler.

Araştırmacılar, şu anda geliştirilmekte olan ilaçların yaklaşık yüzde 90’ının hidrofobik olduğu tahmin ediliyor, bu nedenle bu yaklaşım potansiyel olarak bu ilaçlar için formülasyonların yanı sıra halihazırda kullanılmakta olan hidrofobik ilaçlar geliştirmek için de kullanılabilir. İbuprofen ve ketoprofen ve naproksen gibi diğer anti-enflamatuar ilaçlar da dahil olmak üzere yaygın olarak kullanılan birçok ilaç hidrofobiktir.

“Sistemin esnekliği, farklı ilaçları yüklemek için farklı yağlar seçebilmemiz ve daha sonra sistemimizi kullanarak bir nanoemülsiyon haline getirebilmemizdir. Çok fazla deneme yanılma optimizasyonu yapmamıza gerek yok, çünkü emülsifikasyon süreci aynı” diyor Chen.

Minnesota Üniversitesi’nde Farmasötik profesörü olan Calvin Sun, nanoemülsiyon tekniğini “zarif bir süreç” olarak tanımlıyor.

Araştırmada yer almayan Sun, “Çok çeşitli ila. yüklemeleri ve ayarlanabilir ilaç salınım oranının karşılaştırılması açısından etkileyici derecede esnektir,” diyor. “Ticari ölçekte uygulandığı takdirde, kötü çözünür ilaçların oral katı dozaj formlarının geliştirilmesinde geniş kapsamlı bir etkiye sahip olacaktır.”

Kaynak: scitechdaily.com