In vitro μελέτη της διαδερμικής διαπέρασης της καντεσαρτάνης με χρήση τεχνικών πειραματικού σχεδιασμού

Abstract

Σκοπός: H in vitro μελέτη της διαδερμικής διαπέρασης της Καντεσαρτάνης Σιλεξετίλης, ενός αντιυπερτασικού φαρμάκου, από γέλες διαδερμικής χορήγησης. Υλικά και μέθοδοι: H in vitro διαδερμική διαπέραση του φαρμάκου από κορεσμένες γέλες μελετήθηκε με τη χρήση τροποποιημένων κυττάρων διάχυσης Franz και τριών τύπων μεμβρανών: ανθρώπινη επιδερμική μεμβράνη, επιδερμική μεμβράνη από άτριχα ποντίκια (αποκτηθείσες από δέρμα πλήρους πάχους με τη μέθοδο του θερμικού διαχωρισμού) και μια συνθετική μεμβράνη πρόσφατα εμπορικά διαθέσιμη, τη StratM™. Ο φορέας αναφοράς που εξετάστηκε ήταν ένα σύστημα διαλυτών αιθανόλης: γλυκερίνης: νερού (60:15:25 % ο/ο), ο οποίος μορφοποιήθηκε σε γέλη μέσω της υδροξυπροπυλοκυτταρίνης. Εφαρμόστηκε ένας αριθμός κατάλληλων στρατηγικών βελτιστοποίησης της διαδερμικής διαπέρασης: χημική τροποποίηση του εστερικού προφαρμάκου Καντεσαρτάνη Σιλεξετίλη προς τη δραστική μορφή Καντεσαρτάνη μέσω αλκαλικής υδρόλυσης, προσθήκη επιταχυντών διαπέρασης, αντικατάσταση της γλυκερίνης με το συνδιαλύτη φορμάλη γλυκερίνης, και σχηματισμός ιονικού ζεύγους με τη χρήση οργανικών αμινών ως αντισταθμιστικών ιόντων για το φάρμακο. Ο καθορισμός των σημαντικών παραγόντων και των αλληλεπιδράσεών τους που επηρέαζαν την αθροιστική ποσότητα Q (μg/cm2) του διαπερνώντος φαρμάκου στις 24, 48 και 72 ώρες πραγματοποιήθηκε με την εκτέλεση κατάλληλων πλήρων παραγοντικών σχεδιασμών 2 επιπέδων. Η συγκέντρωση του φαρμάκου στο υγρό δέκτη προσδιορίστηκε με HPLC. Επιπλέον, η πιθανότητα σχηματισμού ιονικού ζεύγους μεταξύ της Καντεσαρτάνης και της Τριαιθανολαμίνης διερευνήθηκε με φασματοσκοπία NMR και φασματομετρία μαζών. Aποτελέσματα: Μεταξύ των επιταχυντών διαπέρασης που εξετάστηκαν κατά τη διάρκεια προκαταρκτικών πειραμάτων, η κινεόλη αποδείχθηκε ως ο πιο αποτελεσματικός. Έτσι, εκτελέστηκε ένας πλήρης 2^3 παραγοντικός σχεδιασμός, για τον οποίο επιλέχθηκαν οι εξής παράγοντες: A, η χημική μορφή του φαρμάκου (Εστέρας Καντεσαρτάνη Σιλεξετίλη ή Καντεσαρτάνη), B, ο τύπος του συνδιαλύτη στο φορέα (Γλυκερίνη ή Φορμάλη γλυκερίνης) και C, η συγκέντρωση της Κινεόλης (5 ή 10% ο/ο). Η ANOVA αποκάλυψε στατιστικώς σημαντικές επιδράσεις και έτσι ήταν δυνατό να αναγνωριστούν οι σημαντικοί παράγοντες και οι αλληλεπιδράσεις τους ως προς τις επιλεχθείσες αποκρίσεις. Δύο από τις οκτώ προκύπτουσες γέλες, που περιείχαν Καντεσαρτάνη, Φορμάλη γλυκερίνης και κινεόλη 5 ή 10 % ο/ο, επέδειξαν τιμές ροής μέσω ανθρώπινης επιδερμικής μεμβράνης ικανές να υπερκεράσουν τον απαιτούμενο Ελάχιστο Ρυθμό Διαδερμικής Διαπέρασης, ΕΡΔΔ = 3,1 μg/cm2/h, μέχρι και για 24h. Προκαταρκτικά πειράματα, όπου ενσωματώθηκε η Τριαιθανολαμίνη ως αντισταθμιστικό ιόν για το φάρμακο, έδειξαν μια περαιτέρω αύξηση της ροής και μια πιο παρατεταμένη χορήγηση. Στη βάση αυτήν, πειράματα φασματοσκοπίας 1Η-NMR και φασματομετρίας μαζών παρείχαν σαφείς αποδείξεις σχηματισμού ιονικού ζεύγους μεταξύ της Καντεσαρτάνης και της Τριαιθανολαμίνης σε διάλυμα. Ακολούθως, με στόχο μια ιεράρχηση των παραγόντων που επηρέαζαν το μηχανισμό μέσω του οποίου τα ιονικά ζεύγη κάθε φαρμάκου βελτιώνουν την in vitro διαδερμική διαπέραση, εκτελέστηκε ένας πλήρης 2^4 παραγοντικός σχεδιασμός, για τον οποίο επιλέχθηκαν οι εξής παράγοντες: A, η χημική μορφή του φαρμάκου (Εστέρας Καντεσαρτάνη Σιλεξετίλη ή Καντεσαρτάνη), B, η συγκέντρωση της Τριαιθανολαμίνης (0 ή 5% ο/ο), C, η συγκέντρωση της Κινεόλης (0 ή 10% ο/ο) και D, ο τύπος του συνδιαλύτη στο φορέα (Γλυκερίνη ή Φορμάλη γλυκερίνης). Κατέστη προφανές ότι η διαδερμική διαπέραση αυξήθηκε σε μεγάλο βαθμό όταν όλοι οι εξεταζόμενοι παράγοντες ήταν στο υψηλό τους επίπεδο (A: Καντεσαρτάνη, B: 5% Τριαιθανολαμίνη, C: 10% Κινεόλη και D: Φορμάλη γλυκερίνης), και η προτεινόμενη γέλη της ανωτέρω σύστασης επέδειξε ροή J 0-24 = 4,3 ± 0,8 μg/cm2/h, J 24-48 = 2,8 ± 0,5 μg/cm2/h και J 48-72 = 2,0 ± 0,4 μg/cm2/h μέσω ανθρώπινης επιδερμικής μεμβράνης. Ενδιαφέρουσες ήταν επίσης οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των παραγόντων, και ειδικότερα το γεγονός ότι η κινεόλη βρέθηκε να είναι απαραίτητη για την αύξηση της διαδερμικής διαπέρασης του συμπλόκου Καντεσαρτάνης: Τριαιθανολαμίνης. Τέλος, τα αποτελέσματα ροής από την προτεινόμενη γέλη μέσω επιδερμικής μεμβράνης άτριχων ποντικιών και της StratM™ υπερεκτιμούσαν σε μεγάλο βαθμό αυτά μέσω ανθρώπινης επιδερμικής μεμβράνης. Συμπεράσματα:Με βάση τα αποτελέσματα του παραγοντικού σχεδιασμού, προτάθηκε μια βέλτιστη σύσταση για μια γέλη Καντεσαρτάνης για διαδερμική χορήγηση με στόχο την ανάπτυξη ενός υποψήφιου διαδερμικού συστήματος. Πειράματα φασματοσκοπίας NMR και φασματομετρίας μαζών επιβεβαίωσαν την αρχική υπόθεση σχηματισμού ιονικού ζεύγους μεταξύ της Καντεσαρτάνης και της Τριαιθανολαμίνης.