افزایش حلالیت و سرعت انحلال روزوواستاتین کلسیم با استفاده از هیدروتروپی و دیسپرسیون جامد مبتنی بر تبخیر حلال و لیوفیلیزاسیون
مقاله حاضر با عنوان «Solubility Enhancement of a Poorly Water-Soluble Drug Using Hydrotropy and Mixed Hydrotropy-Based Solid Dispersion Techniques» به بررسی یکی از چالشهای اساسی در فرمولاسیون دارویی، یعنی حلالیت پایین داروهای کممحلول در آب میپردازد. این پژوهش بهطور ویژه بر روی داروی روزوواستاتین کلسیم، که در دسته داروهای کلاس II سیستم BCS قرار میگیرد، تمرکز دارد. چنین داروهایی به دلیل حلالیت پایین، زیستفراهمی محدودی دارند و این مسئله اثربخشی درمانی آنها را کاهش میدهد. اهمیت این مطالعه در ارائه یک رویکرد ترکیبی نوآورانه شامل هیدروتروپی و دیسپرسیون جامد است که میتواند بهعنوان یک روش مقرونبهصرفه، ایمن و قابل توسعه در صنعت داروسازی برای بهبود عملکرد داروهای کممحلول مورد استفاده قرار گیرد.
چالش داروهای کممحلول چیست ؟
یکی از مشکلات اساسی در توسعه داروهای خوراکی، حلالیت پایین بسیاری از ترکیبات جدید است. این داروها به دلیل انحلال محدود در مایعات گوارشی، جذب ضعیفی داشته و در نتیجه زیستفراهمی پایینی از خود نشان میدهند. علاوه بر این، نوسانات در میزان جذب میتواند منجر به پاسخهای درمانی غیرقابل پیشبینی شود.
برای غلبه بر این چالش، روشهای متعددی مانند : کاهش اندازه ذرات، استفاده از سورفکتانتها، تغییر pH و تشکیل نمکها توسعه یافتهاند . با این حال، هر یک از این روشهای ذکر شده محدودیتهایی نظیر ناپایداری، سمیت یا پیچیدگی فرآیندی دارند. در این میان، هیدروتروپی ) Hydrotropy (بهعنوان یک روش مؤثر و ساده با افزودن ترکیبات هیدروتروپ (مانند اوره، سدیم بنزوات و سدیم سالیسیلات)، حلالیت داروهای آبگریز را افزایش میدهد ، بدون آنکه نیاز به تغییر شیمیایی ساختار دارو باشد.
همچنین، دیسپرسیون جامد( Solid Dispersion Techniques ) یکی از موفقترین استراتژیها برای افزایش سرعت انحلال است. در این روش، دارو در یک حامل هیدروفیل بهصورت آمورف یا مولکولی پخش میشود که منجر به کاهش اندازه ذرات، افزایش سطح تماس و بهبود ترشوندگی میگردد. ترکیب این دو روش در قالب «هیدروتروپی مخلوط مبتنی بر دیسپرسیون جامد» اثر همافزایی قابلتوجهی در افزایش حلالیت ایجاد میکند.
شرح مرحلهبهمرحله فرآیند تولید :
فرآیند تولید بهصورت زیر انجام شده است:
· بررسی حلالیت تعادلی: در گام نخست، میزان حلالیت روزوواستاتین در حضور هیدروتروپهای مختلف نظیر اوره، سدیم بنزوات و سدیم سالیسیلات در بازههای غلظتی ۱۰ تا ۴۰ درصد مورد ارزیابی قرار گرفت.
- انتخاب فرمولاسیون بهینه: بر اساس نتایج بهدستآمده، ترکیب سهجزئی شامل سدیم سالیسیلات، سدیم بنزوات و اوره با نسبت مساوی (13.33%) بهعنوان مؤثرترین سیستم هیدروتروپی انتخاب شد.
- تهیه محلول دارویی: در این مرحله، ابتدا هیدروتروپها در آب حل شده و سپس دارو به محلول افزوده شد تا یک سیستم شفاف و یکنواخت حاصل گردد.
- حذف حلال (تبخیر):
- در روش روتاری اواپراتور، تبخیر حلال در دمای 85 درجه سانتیگراد، تحت خلأ 0.09- مگاپاسکال و به مدت 12 ساعت انجام گرفت.
- در روش فریز درایر، محلول ابتدا منجمد شده و سپس در شرایط خلأ، فرآیند خشکسازی از طریق تصعید صورت پذیرفت.
- خشکسازی نهایی: نمونهها بهمنظور حذف کامل رطوبت باقیمانده، در آون با دمای 40±2 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت خشک شدند.
- آمادهسازی نهایی پودر: محصول خشکشده آسیاب شده و پس از عبور از الک، بهصورت یکنواخت آماده گردید.
- ارزیابی خصوصیات: در نهایت، ویژگیهای فرمولاسیون شامل درصد داروی بارگذاریشده، بازده تولید، حلالیت، رفتار انحلال و همچنین آزمونهای فیزیکوشیمیایی نظیر DSC، FTIR و SEM مورد بررسی قرار گرفت.
نقش روتاری اواپراتور و فریز درایر در فرآیند تولید چه بود ؟
در این پژوهش، برای تهیه دیسپرسیون جامد از دو تکنیک اصلی شامل روتاری اواپراتور و فریز درایر استفاده شدکه هر یک نقش مهمی در بهبود ویژگیهای محصول نهایی دارند.
روتاری اواپراتور با ایجاد شرایط خلأ و افزایش سطح تماس، امکان تبخیر سریع حلال در دمای نسبتاً پایین را فراهم میکند. این موضوع باعث جلوگیری از تخریب حرارتی دارو و تشکیل یک دیسپرسیون یکنواخت میشود. همچنین، ایجاد فیلم نازک از محلول روی دیواره فلاسک موجب افزایش راندمان تبخیر و بهبود یکنواختی محصول میگردد.
در مقابل، فریز درایر (لیوفیلیزاسیون) با حذف حلال از طریق تصعید در دمای پایین، محصولی با ساختار متخلخل، سبک و آمورف ایجاد میکند. این ساختار متخلخل باعث افزایش سطح ویژه و در نتیجه افزایش چشمگیر سرعت انحلال و حلالیت دارو میشود. همچنین، این روش حداقل تنش حرارتی را به دارو وارد میکند و خطر جدایش فازی را کاهش میدهد
جمعبندی نتایج و دادههای کمی
- نتایج این پژوهش نشاندهنده بهبود چشمگیر حلالیت و سرعت انحلال دارو بود.
حلالیت روزوواستاتین در آب خالص حدود 427 mg/ml گزارش شد، در حالی که در سیستم هیدروتروپی مخلوط تا حدود 191.94 mg/ml افزایش یافت ( یعنی افزایشی حدود 449 برابر داشت)
در مورد دیسپرسیونهای جامد، حلالیت به حدود 3.7 mg/ml رسید که معادل افزایشی حدود 8.7 برابری نسبت به داروی خالص است. - همچنین، نتایج تست انحلال نشان داد که میزان آزادسازی دارو در 45 دقیقه از حدود 7% برای داروی خالص به بیش از 100% (تا 104.78%) در فرمولاسیونهای دیسپرسیون جامد افزایش یافت.
بهویژه، فرمولاسیون تهیهشده با فریز درایر عملکرد بهتری نشان داد و در 5 دقیقه ابتدایی حدود 81.68% آزادسازی دارو را فراهم کرد که نشاندهنده افزایش قابلتوجه سرعت انحلال است.
در مجموع، این پژوهش نشان داد که ترکیب هیدروتروپی و دیسپرسیون جامد، بهویژه با استفاده از لیوفیلیزاسیون، میتواند بهطور مؤثری حلالیت، سرعت انحلال و در نهایت زیستفراهمی داروهای کممحلول را افزایش دهد و یک رویکرد کاربردی برای توسعه فرمولاسیونهای دارویی نوین ارائه دهد.
بدون دیدگاه