Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phát triển mô hình khuếch tán gel in vitro thuận tiện để dự đoán hiệu suất in vivo của các công thức parenteral dưới da cho các phân tử lớn và nhỏ
Tóm tắt
Cung cấp thuốc qua đường tiêm vẫn là một phương thức cung cấp thuốc hấp dẫn cho cả thuốc phân tử lớn và nhỏ và có thể bỏ qua những vấn đề gặp phải với sự hấp thu qua đường miệng. Đối với các sản phẩm thuốc tiêm, có sự ưa thích mạnh mẽ từ phía bệnh nhân đối với việc tiêm dưới da do tính thuận tiện hơn so với truyền tĩnh mạch. Tuy nhiên, trong tiêm dưới da, trái ngược với việc tiêm tĩnh mạch, công thức tiếp xúc với môi trường ma trận ngoại bào mà hành xử giống như gel hơn là chất lỏng. Điều này có thể tác động đến hiệu suất dự kiến của một công thức. Vì các nghiên cứu hòa tan chất lỏng quy mô lớn thông thường không mô phỏng chính xác môi trường tiêm dưới da, các mô hình in vitro cải tiến để giúp dự đoán tốt hơn hành vi của công thức là rất quan trọng. Trong bài báo này, chúng tôi chi tiết hóa sự phát triển của một hệ thống mô hình mới bao gồm một pha gel có liên quan sinh lý hơn để mô phỏng tốc độ phóng thích và khuếch tán thuốc từ vị trí tiêm dưới da, sử dụng hydrogels agarose như một mô phỏng mô. Điều này được kết hợp với việc thu thập dữ liệu liên tục theo thời gian thực để theo dõi chính xác sự khuếch tán thuốc. Chúng tôi chỉ ra cách mà mô hình in vitro này có thể được sử dụng như một yếu tố phân biệt hiệu suất in vivo cho các công thức khác nhau của cả phân tử lớn và nhỏ. Do đó, hệ thống mô hình này có thể được sử dụng để cải thiện việc tối ưu hóa và hiểu biết về các công thức thuốc parenteral mới một cách nhanh chóng và thuận tiện.
Từ khóa
#thuốc parenteral #tiêm dưới da #mô hình in vitro #khuếch tán gel #phân tử lớn #phân tử nhỏTài liệu tham khảo
Porter CJH, Charman SA. Lymphatic transport of proteins after subcutaneous administration. J Pharm Sci. 2000;89(3):297–310.
Kinnunen HM, Mrsny RJ. Improving the outcomes of biopharmaceutical delivery via the subcutaneous route by understanding the chemical, physical and physiological properties of hte subcutaneous injection site. J Control Release. 2014;182:22–32.
Medlicott NJ, Waldron NA, Foster TP. Sustained release veterinary parenteral products. Adv Drug Deliv Rev. 2004;56(10):1345–65.
Richter WF, Bhansali SG, Morris ME. Mechanistic determinants of biotherapeutics absorption following SC administration. AAPS J. 2012;14:559–70.
Scott JE. Extracellular matrix, supramolecular organisation and shape. J Anat. 1995;187(Pt 2):259–69.
Levick JR. Flow through interstitium and other fibrous matrices. Q J Exp Physiol. 1987;72:409–37.
Graham DT, Pomeroy AR. An in-vitro test for the duration of action of insulin suspensions. J Pharm Pharmacol. 1984;36(7):427–30.
Wu Z, Tucker EG, Razzak M, Medlicott NJ. An in vitro kinetic method for detection of precipitation of poorly soluble drugs. Int J Pharm. 2005;304(1–2):1–3.
Larsen C, Larsen SW, Jensen H, Yaghmur A, Ostergaard J. Role of in vitro release models in formulation development and quality control of parenteral depots. Expert Opin Drug Deliv. 2009;6:1283–95.
Wu Z, Hassan D, Shaw JP. In-vitro prediction of bioavailability following extravascular injection of poorly soluble drugs: an insight into clinical failure and the role of delivery systems. J Pharm Pharmacol. 2013;65:1429–39.
Marques MRC, Loebenberg R, Almukainzi M. Simulated biological fluids with possible application in dissolution testing. Dissolut Technol. 2011;18:15–28.
Gietz U, Arvinte T, Mader E, Oroszlan P, Merkle HP. Sustained release of injectable zinc-recombinant hirudin suspensions: development and validation of in vitro release model. Eur J Pharm Biopharm. 1998;45:259–64.
Klose D, Azaroual N, Siepmann F, Vermeersch G, Siepmann J. Towards more realistic in vitro release measurement techniques for biodegradable microparticles. Pharm Res. 2009;26(3):691–9.
Pernodet N, Maaloum M, Tinland B. Pore size of agarose gels by atomic force microscopy. Electrophoresis. 1997;18:55–8.
Maaloum M, Pernodet N, Tinland B. Agarose gel structure using atomic force microscopy: gel concentration and ionic strength effects. Electrophoresis. 1998;19:1606–10.
Pluen A, Netti PA, Jain RK, Berk DA. Diffusion of macromolecules in agarose gels: comparison of linear and globular configurations. Biophys J. 1999;77:542–52.
Leung DH, Lamberto DJ, Liu L, Kwong E, Nelson T, Rhodes T, et al. A new and improved method for the preparation of drug nanosuspension formulations using acoustic mixing technology. Int J Pharm. 2014;473(1–2):10–9.
Leung DH, Nelson TD, Rhodes TA, Kwong E, inventors. Merck Sharp & Dohme Corp., assignee. Nano-suspension process. USA patent US20140256818 A1. 2014 Sept 11, 2014.
Sebti I, Blanc D, Carnet-Ripoche A, Saurel R, Coma V. Experimental study and modeling of nisin diffusion in agarose gels. J Food Eng. 2004;63:185–90.
Johnson EM, Berk DA, Jain RK, Deen WM. Hindered diffusion in agarose gels: test of effective medium model. Biophys J. 1996;70:1017–26.
Allababidi S, Shah JC. Kinetics and mechanism of release from glyceryl monostearate-based implants: evaluation of release in a gel simulating in vivo implantation. J Pharm Sci. 1998;87:738–44.
Gillies GT, Wilhelm TD, Humphrey JAC, Fillmore HL, Holloway KL, Broaddus WC. A spinal cord surrogate with nanoscale porosity for in vitro simulations of restorative neurosurgical techniques. Nanotechnology. 2002;13:587–91.
Pomfret R, Miranpuri G, Sillay K. The substitute brain and the potential of the gel model. Ann Neurol. 2013;20(3):118–22.
Holligan DL, Gillies GT, Dailey JP. Magnetic guidance of ferrofluidic nanoparticles in an in vitro model of intraocular retinal repair. Nanotechnology. 2003;14:661–6.
Chen Z, Gillies G, Broaddus W, Prabhu S, Fillmore H, Mitchell R, et al. A realistic brain tissue phantom for intraparenchymal infusion studies. J Neurosurg. 2004;101:314–22.
Kinnunen HM, Sharma V, Contreras-Rojas LR, Yu Y, Alleman C, Sreedhara A, et al. A novel in vitro method to model the fate of subcutaneously administered biopharmaceuticals and associated formulation components. J Control Release. 2015;214:94–102.
Ye F, Larsen SW, Yaghmur A, Jensen H, Larsen C, Ostergaard J. Real-time UV imaging of piroxicam diffusion and distribution from oil solutions into gels mimicking the subcutaneous matrix. Eur J Pharm Sci. 2012;46:72–8.
Jensen SS, Jensen H, Moller EH, Cornett C, Siepmann F, Siepmann J, et al. In vitro release studies of insulin from lipid implants in solution and in a hydrogel matrix mimicking the subcutis. Eur J Pharm Sci. 2016;81:103–12.
Alvarez-Nunez FA, Yalkowsky SH. Buffer capacity and precipitation control of pH solubilized phenytoin formulations. Int J Pharm. 1999;185:45–9.
Soeborg T, Rasmussen CH, Mosekilde E, Colding-Jorgensen M. Absorption kinetics of insulin after subcutaneous administration. Eur J Pharm Sci. 2009;36:78–90.
Scholtz HE, Pretorius SG, Wessels DH, Becker RH. Pharmacokinetic and glucodynamic variability: assessment of insulin glargine, NPH insulin and insulin ultralente in healthy volunteers using a euglycaemic clamp technique. Diabetologia. 2005;48(10):1988–95.
Berenson DF, Weiss AR, Wan Z, Weiss M. Insulin analogs for the treatment of diabetes mellitus: therapeutic applications of protein engineering. Ann N Y Acad Sci. 2011;1243:E40–54.
Pandyarajan V, Weiss MA. Design of non-standard insulin analogs for the treatment of diabetes mellitus. Curr Diabetes Rep. 2012;12:697–704.
http://www.webmd.com/diabetes/guide/diabetes-types-insulin. [cited]; Available from.
Wu F, Bhansali SG, Law WC, Bergey EJ, Prasad PN, Morris ME. Fluorescence imaging of the lymph node uptake of proteins in mice after subcutaneous injection: molecular weight dependence. Pharm Res. 2012;29(7):1843–53.
Coppolino R, Coppolino S, Villari V. Study of the aggregation of insulin glargine by light scattering. J Pharm Sci. 2006;95:1029–34.
Tiong N, Elkordy AA. Effects of liquisolid formulations on dissolution of naproxen. Eur J Pharm Biopharm. 2009;73:373–84.
Tomlinson RV, Spires HR, Kent JS. Absorption, excretion and tissue residue in feedlot heifers injected with the synthetic prostaglandin, fenprostalene. J Anim Sci. 1984;59:164–9.
Kakemi K, Sezaki H, Okumura K, Kobayashi H, Furusawa S. Absorption of drugs from the skeletal muscle of the rat (3). Chem Pharm Bull. 1972;20:443–51.
Nippe S, Preube C, General S. Evaluation of the in vitro release and pharmacokinetics of parenteral injectable formulations for steroids. Eur J Pharm Biopharm. 2013;83:253–65.